構内交換装置、ゲートウェイ装置及びＩＰ電話システム並びにその音声品質制御方法
【課題】エコーキャンセラで期待する予測信号を変化させること無く、ゲートウェイ装置でエコー抑制量を向上させ、かつ期待の音声レベルを得る。
【解決手段】エコーキャンセラ２５を有するゲートウェイ装置２と接続しＩＰ電話システムを構成するボタン電話装置のゲイン制御部１３は、主装置１に収容する各回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を公衆回線インタフェース部１４から検索する。検索したゲイン情報はＩＳＤＮインタフェース部１６を介しゲートウェイ装置２に出力される。ゲイン制御部２３はこのゲイン情報を受信する。エコーキャンセラ２５は、ＬＡＮ回線から入力された信号に、受信したゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御する。
【解決手段】エコーキャンセラ２５を有するゲートウェイ装置２と接続しＩＰ電話システムを構成するボタン電話装置のゲイン制御部１３は、主装置１に収容する各回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を公衆回線インタフェース部１４から検索する。検索したゲイン情報はＩＳＤＮインタフェース部１６を介しゲートウェイ装置２に出力される。ゲイン制御部２３はこのゲイン情報を受信する。エコーキャンセラ２５は、ＬＡＮ回線から入力された信号に、受信したゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構内交換装置、Ｇａｔｅｗａｙ（ゲートウェイ）装置を有するＩＰ電話システムに関し、特に、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話システムにおける音声品質制御機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば構内交換装置の一種であるボタン電話装置とエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置で構成されるＩＰ電話システムにおいて、ボタン電話装置の主装置とゲートウェイ装置は、各々の装置でゲインを付加している。このため、エコーキャンセラで予測する音声信号を、主装置で変更してしまっている。また、関連する技術として、以下の技術が開示されている。２つのノードのうち片方のノードの音声ゲートウェイ装置は、電話端末が発呼すると、呼を確立するチャネルで使用可能な複数の音声レベル情報を、インターネットを介して相手先ノードへ送信する。相手先ノードの音声ゲートウェイ装置は、受信した音声レベル情報のうち自ノードで使用可能な音声レベルを選択する。そして、選択した音声レベルで通話が行われるように制御すると共に、選択した音声レベル情報を発呼側のノードへ返信する。発呼側のノードの音声ゲートウェイ装置は、相手先ノードから受信した音声レベルで通話が行われるように制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７４３７１号公報（段落番号０００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来のＩＰ電話システムにおいては、次のような課題がある。第１の課題は、主装置及びゲートウェイ装置各々でゲインを付加するため、エコーキャンセラで予測する音声信号を主装置で変更してしまい、ゲートウェイ装置でのエコーキャンセラ機能を最大限に活用しておらず、エコーを消去できないということである。また第２の課題は、エコーが消去できない場合は、ゲートウェイ装置と接続される通話パスのゲインを下げることで対応するが、これにより、期待するゲインを付加することができないということである。一方、特許文献１では、音声レベルの変動を抑制することについては開示されているが、ゲートウェイ装置でのエコー抑制に関しては、記載されていない。
【０００５】
本発明の目的は、エコーキャンセラで期待する予測信号を変化させること無く、ゲートウェイ装置でエコー抑制量を向上させ、かつ期待の音声レベルを得ることが可能な構内交換装置、ゲートウェイ装置及びＩＰ電話システム並びにその音声品質制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構内交換装置は、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備える。
【０００７】
また、本発明のゲートウェイ装置は、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し、前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段を備える。
【０００８】
また、本発明のＩＰ電話システムは、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備える構内交換装置と、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し、前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段を備えるゲートウェイ装置とを有する。
【０００９】
また、本発明のＩＰ電話システムは、前記ゲートウェイ装置を前記構内交換装置の内部に備える構成としてもよい。
【００１０】
また、本発明の構内交換装置は、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備えるボタン電話装置である。
【００１１】
また、本発明の構内交換装置は、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備える。
【００１２】
また、本発明のゲートウェイ装置は、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備える。
【００１３】
また、本発明のゲートウェイ装置は、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備え、前記エコーキャンセラが、前記構内交換装置から受信したゲイン情報を格納するゲイン情報テーブルを有し、前記ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線の前記ゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御する。
【００１４】
また、本発明のＩＰ電話システムは、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備える構内交換装置と、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備えるゲートウェイ装置とを有する。
【００１５】
また、本発明のＩＰ電話システムは、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備える構内交換装置と、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備え、前記エコーキャンセラが、前記構内交換装置から受信したゲイン情報を格納するゲイン情報テーブルを有し、前記ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線の前記ゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御するゲートウェイ装置とを有する。
【００１６】
また、本発明のＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法は、構内交換装置とエコーキャンセラを有しＩＰ電話装置を収容するゲートウェイ装置とを備えるＩＰ電話システムで音声品質を制御するＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法であって、前記構内交換装置で、収容する各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し音声パスの確立後、当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力するステップと、前記ゲートウェイ装置では前記ゲイン情報を受信するステップと、前記ＩＰ電話装置から入力された信号に前記受信した当該回線のゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラにおいて擬似エコーを算出しエコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御するステップとを有する。前記ゲイン情報を制御チャネルにより送信する。
【００１７】
本発明によれば、ゲイン付加機能を有するボタン電話装置等の構内交換システムと、このシステムに接続し公衆回線からのエコーを消去するエコーキャンセラを搭載するゲートウェイ装置において、構内交換システムで付加されるゲインを、ゲートウェイ装置に送信しこのゲートウェイ装置でこのゲインを加味しエコー消去を行わせる。これにより、ＩＰ通話におけるエコーキャンセラのエコー抑制効果を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明は、主装置のゲインをゲートウェイ装置に送信し、このゲインを加味してエコー消去させる。これにより、エコーキャンセラで期待する予測信号を変化させること無く、ゲートウェイ装置でエコー抑制量を向上させ、かつ期待の音声レベルを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１（ａ）を参照すると、本発明の実施の形態としてボタン電話システムの主装置１と、エコーキャンセラ（図示せず）を有するゲートウェイ装置２と、ＩＰ電話装置３とを備えるＩＰ電話システムが示されている。ＩＰ電話装置３は通話のためのマイクロフォン３１およびスピーカ３２を有する。主装置１とゲートウェイ装置２との間はＩＳＤＮ回線で接続されが、接続方式はＩＳＤＮ回線に限るものではなく、例えばＥ＆Ｍあるいは独自のインタフェースを用いてもよい。
【００２１】
図１（ａ）において、主装置１はゲートウェイ装置２と接続する。ゲートウェイ装置２は、ローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬＡＮ）を介しＩＰ電話装置３を収容し、主装置１からの音声信号をＩＰパケットに変換、またその逆の機能を有する。主装置１、ゲートウェイ装置２は各々ゲイン制御部（図示せず）を有する。
【００２２】
図１（ｂ）は主装置１の主要部の構成を示す図である。図１（ｂ）を参照すると、主装置１は、タイムスイッチ１１と、ゲイン制御部１２と、ＶｏＩＰゲートウェイ信号送出部１３と、公衆回線インタフェース部１４、ボタン電話内線インタフェース部１５と、ＩＳＤＮインタフェース部１６、上述の各部を制御する制御回路１０とを備える。タイムスイッチ１１は公衆回線インタフェース部１４及びＩＳＤＮインタフェース部１６に接続し通話路を形成する。公衆回線インタフェース部１４は、各公衆回線のゲイン情報を保有すると共に収容する各公衆回線とのインタフェースを行う。ＩＳＤＮインタフェース部１６はゲートウェイ装置と接続する。ゲイン制御部１２は、主装置１が制御回路１０からの指示により通話パス確立時に、公衆回線インタフェース部１４の公衆回線のゲイン情報を検索する。ＶｏＩＰゲートウェイゲイン信号送出部１３は、ゲイン制御部１２から受信した当該公衆回線のゲイン情報をゲートウェイ装置２でのエコー消去に用いるためゲートウェイ装置２へ送出する。
【００２３】
図１（ｃ）はゲートウェイ装置２の構成を示す図である。図１（ｃ）を参照すると、ゲートウェイ装置２は、ネットワークインタフェース部２１と、音声圧縮部２２と、音声伸張部２３と、ゲイン制御部２４と、エコーキャンセラ２５と、主装置インタフェース部２６とを備える。主装置インタフェース部２６は、主装置１の制御回路１０に接続される音声チャネルと制御チャネルを有し、これらのチャネルにより主装置１のＩＳＤＮインタフェース部１６を介しタイムスイッチ１１とのインタフェースを行う。エコーキャンセラ２５は、主装置インタフェース部２６と接続し、主装置１のタイムスイッチ１１からの音声信号のエコーを消去するために用いられる。
【００２４】
ゲイン制御部２４は、エコーキャンセラ２５に接続し、主装置インタフェース部１６から主装置１に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信する。そしてゲイン制御部２４は、ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線のゲイン情報を加味してエコーキャンセラ２５にエコー消去を行わせる。音声圧縮部２２はゲイン制御部２４によってゲイン制御された出力を音声圧縮する。ネットワークインタフェース部２５は、音声圧縮部２２の出力をパケットデータに変換しＩＰプロトコルに従ってＬＡＮ回線に出力する。音声伸張部２３はＩＰプロトコルに従ってＬＡＮ回線からネットワークインタフェース部２１を介し入力された音声信号を音声伸張する。
【００２５】
図４はゲイン情報フォーマットの一例を示す図である。図４において、Ｔｏｔａｌ Ｌｅｎｇｔｈはメッセージの長さ、Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｎｏ．は該当チャネル番号、ｌｅｎｇｔｈはＯｃｔｅｔ４からのメッセージ長、Ｔｘ−Ｇａｉｎはゲートウェイ装置→主装置方向のゲイン（例えば−１４〜＋１４ｄＢ）、Ｒｘ−Ｇａｉｎは主装置→ゲートウェイ装置方向のゲイン（例えば−１４〜＋１４ｄＢ）をそれぞれ示す。Ｔｘ−Ｇａｉｎ／Ｒｘ−Ｇａｉｎは、主装置１での利得（ゲイン）の値を示し、主装置１の公衆回線インタフェース部１４（図１）に付加するものである。
【００２６】
図２（ａ）はエコーキャンセラの構成を説明するための図である。図２（ａ）において、エコーキャンセラは、マイクロフォン３１（図１）から入力された入力信号ｘ（ｎ）からエコー経路を推定し、擬似エコーｅ’（ｎ）を推定する。そして、エコーキャンセラは、実際のエコー経路の出力信号ｅ（ｎ）と擬似エコーｅ’（ｎ）との差分信号ｙ（ｎ）が最小になるように、エコー予測器２５１の予測関数を適応的に制御する。
【００２７】
図２（ｂ）はゲイン情報テーブルを示す図であり、各チャネルのゲイン情報の一例が示されている。主装置１からのゲイン情報は、ゲートウェイ装置２の主装置インタフェース部２６を経由し、エコーキャンセラ２５のゲイン情報テーブル２５２に格納される。エコーキャンセラ２５は、ゲイン情報テーブル２５２の値を加味したエコーキャンセルアルゴリズムでエコー消去を行う。主装置１からゲイン情報がゲートウェイ装置２に送られてきた場合、ゲイン情報テーブル２５２に図２（ｂ）で示す各チャンネルのゲイン情報が設定される。
【００２８】
例えば、エコー予測器２５１ではＴｘ／Ｒｘ＝４／４ｄＢであれば、計算で算出した擬似エコーｅ’（ｎ）に、ゲイン情報テーブル２５２を参照し、Ｔｘ／Ｒｘの値をｅ’（ｎ）＝ ４＋４＋ｅ’（ｎ）として加算し差分信号ｙ（ｎ）を最小とするようにしている。即ち、Ｔｘ−Ｇａｉｎはゲートウェイ装置→主装置方向のゲインであるが、公衆回線への対応として、主装置１により公衆側への送話側のレベルに付加するものであり、Ｒｘ−Ｇａｉｎは主装置→ゲートウェイ装置方向のゲインであるが、主装置１により公衆側からの受話側ゲインとして付加するもので、ｅ‘（ｎ）の疑似エコーにこのＴｘ／Ｒｘを付加してｙ（ｎ）のエコーを消去する。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、ゲートウェイ装置２と主装置１を分離して構成したが、ゲートウェイ装置２を主装置１の内部に含めて構成してもよい。
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図１〜図３を参照して説明する。
【００３１】
マイクロフォン３１から公衆回線に向かって音声入力を行うと、ＩＰ電話装置３は入力された音声信号をサンプリング処理など必要な処理を行う。そして、処理の結果、パケットデータがＩＰ電話装置３からゲートウェイ装置２に送信される。各パケットデータは、ゲートウェイ装置２のネットワークインタフェース部２１においてパケットデータが順に組み立てられ、音声伸張部２３が音声伸張を行う。伸張された音声データは、ゲイン制御部２４でゲートウェイ装置２としてのゲインが選択付加され、主装置インタフェース部２６を経て主装置１のＩＳＤＮインタフェース部１６へＰＣＭデータとして送信される。変換されたＰＣＭデータは、タイムスイッチ１１で現在接続されている回線のゲイン情報をＰＣＭデータに付与し、制御回路１０の指示に基づき公衆回線インタフェース部１４を経由し音声が公衆回線へ出力される。つまり、ゲートウェイ装置２のゲイン制御部２４では、上述したゲートウェイ装置２のゲイン情報（図示せず）に基づいてゲインを選択するものである。主装置１側においては「Ｔｘ−Ｇａｉｎ／Ｒｘ−Ｇａｉｎ」として公衆回線インターフェース部１４（図１）に保有しており、これらのゲインを付加して音声が公衆回線へ出力されるもので、このゲイン情報をＰＣＭデータに付与し公衆回線へ出力する。
【００３２】
ここで、エコーと呼ばれる現象が起きることが一般的に知られている。公衆回線インタフェース部１４から出力されるＰＣＭ信号が、公衆回線のインピーダンスの不整合(２線−４線変換)により、主装置１からゲートウェイ装置２への方向の音声として入力される。この場合の音声は、主装置１およびゲートウェイ装置２を介してＩＰ電話装置３のスピーカ３２から音声として出力されることになり、ループを形成する。このエコーを生じる経路(エコーパス)には伝送遅延が生じる。つまり、ＩＰ電話装置３の通話者は、マイクロフォン３１から入力した音声を少し遅れてスピーカ３２で聞くことになる。そこで、ゲートウェイ装置２においてエコーキャンセラ２５が用いられる。
【００３３】
従来のシステムでは、エコーキャンセラ２５で予測した擬似エコーｅ’（ｎ）は、入力信号ｘ（ｎ）より計算されている。仮に主装置１によってゲインを付加すると、エコー経路の出力信号ｅ（ｎ）が擬似エコーｅ’（ｎ）と大幅に狂うことになり、差分信号ｙ（ｎ）を最小にすることが困難となる。つまり、差分信号ｙ（ｎ）が大きいと、ＩＰ電話装置３のマイクロフォン３１からの音声信号が、スピーカ３２から聞こえることになる。
【００３４】
これを解決するために主装置１のゲイン情報をゲートウェイ装置２に送り、ゲートウェイ装置２でエコー消去を行う際に、この受信したゲイン情報を加味する。ＩＰ電話装置３と公衆回線の音声パス接続時に主装置１は、ＶｏＩＰゲートウェイ信号送出部１３を介して当該公衆回線のゲイン情報を送信する。ゲートウェイ装置２は、送られてきた当該公衆回線のゲイン情報と、マイクロフォンからの入力信号ｘ（ｎ）とから擬似エコーを計算、予測する。
【００３５】
エコーキャンセラ２５は、受話信号から、エコーとして戻ってくる信号を信号処理に基づいて予測し、その予測信号を送話信号に加えることによってエコーを消去している。そのためエコーキャンセラを実装していない装置(ここでは主装置１)でゲインを付加すると、エコーキャンセラ２５で予測していた信号と異なる信号がエコーキャンセラに入力され、正しくエコーを消去できない。一方、ゲートウェイ装置２でゲインを付加する場合には、エコーキャンセラ２５がゲートウェイ装置２で付加したゲインを知ることができる。したがって、予測信号もゲインを付加した状態で行うことが可能である。
【００３６】
ゲインを下げれば、戻ってくるエコーも下がるのは当然であり、逆にゲインを上げれば戻ってくるエコーも大きい。ゲインを下げれば本来の音声信号のゲインも下がってしまう。本発明では、エコーキャンセラを実装していないシステム（この場合、主装置１）でのゲイン情報を、エコーキャンセラを実装しているゲートウェイ装置２に送り、そのゲイン情報を加味し、すなわち擬似エコーに付加してエコーを消去するとともに、ゲートウェイ装置２でゲインを付加して所要の音声信号ゲインを保つ。
【００３７】
図３は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。主装置の公衆回線インタフェース部には収容する回線ごとに利得付加するためのゲイン情報を有する。音声パスの確立後、主装置は、当該公衆回線のゲイン情報を検索してこのゲイン情報をゲートウェイ装置へ送信する。ゲートウェイ装置は、このゲイン情報を受信し、この情報と入力信号ｘ（ｎ）からエコーキャンセラのエコー予測器において擬似エコーｅ’（ｎ）を算出する。すなわち、ボタン電話システムで付加されるゲイン情報を、ゲートウェイ装置に送信しこのゲートウェイ装置でこのゲイン情報を加味して、エコー消去動作を行わせる。上述したゲイン情報の伝達は、主装置とゲートウェイ装置が接続されているインタフェースの制御チャネルを用いる。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、ゲートウェイ装置のエコーキャンセラで予測する音声が主装置で変更されること無く、期待する予測信号を得ることができる。したがって、ゲートウェイ装置で最大限のエコー抑制量を得ることが可能となる。なお、本実施の形態では、ボタン電話システムを用いた例を説明したが、ＰＢＸシステムに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は本発明のＩＰ電話システムの実施の形態を説明するための図である。（ｂ）は（ａ）におけるボタン電話システム主装置の主要部の構成を示す図である。（ｃ）は（ａ）におけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。
【図２】（ａ）はエコーキャンセラの構成を説明するための図である。（ｂ）はゲイン情報テーブルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図４】図４はゲイン情報フォーマットの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 主装置
２ ゲートウェイ装置
３ ＩＰ電話装置
１０ 制御回路
１１ タイムスイッチ
１２，２４ ゲイン制御部
１３ ＶｏＩＰゲートウェイゲイン信号送出部
１４ 公衆回線インタフェース部
１５ ボタン電話内線インタフェース部
１６ ＩＳＤＮインタフェース部
２１ ネットワークインタフェース部
２２ 音声圧縮部
２３ 音声伸張部
２５ エコーキャンセラ
２６ 主装置インタフェース部
３１ マイクロフォン
３２ スピーカ
２５１ エコー予測器
２５２ ゲイン情報テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は構内交換装置、Ｇａｔｅｗａｙ（ゲートウェイ）装置を有するＩＰ電話システムに関し、特に、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話システムにおける音声品質制御機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば構内交換装置の一種であるボタン電話装置とエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置で構成されるＩＰ電話システムにおいて、ボタン電話装置の主装置とゲートウェイ装置は、各々の装置でゲインを付加している。このため、エコーキャンセラで予測する音声信号を、主装置で変更してしまっている。また、関連する技術として、以下の技術が開示されている。２つのノードのうち片方のノードの音声ゲートウェイ装置は、電話端末が発呼すると、呼を確立するチャネルで使用可能な複数の音声レベル情報を、インターネットを介して相手先ノードへ送信する。相手先ノードの音声ゲートウェイ装置は、受信した音声レベル情報のうち自ノードで使用可能な音声レベルを選択する。そして、選択した音声レベルで通話が行われるように制御すると共に、選択した音声レベル情報を発呼側のノードへ返信する。発呼側のノードの音声ゲートウェイ装置は、相手先ノードから受信した音声レベルで通話が行われるように制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７４３７１号公報（段落番号０００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来のＩＰ電話システムにおいては、次のような課題がある。第１の課題は、主装置及びゲートウェイ装置各々でゲインを付加するため、エコーキャンセラで予測する音声信号を主装置で変更してしまい、ゲートウェイ装置でのエコーキャンセラ機能を最大限に活用しておらず、エコーを消去できないということである。また第２の課題は、エコーが消去できない場合は、ゲートウェイ装置と接続される通話パスのゲインを下げることで対応するが、これにより、期待するゲインを付加することができないということである。一方、特許文献１では、音声レベルの変動を抑制することについては開示されているが、ゲートウェイ装置でのエコー抑制に関しては、記載されていない。
【０００５】
本発明の目的は、エコーキャンセラで期待する予測信号を変化させること無く、ゲートウェイ装置でエコー抑制量を向上させ、かつ期待の音声レベルを得ることが可能な構内交換装置、ゲートウェイ装置及びＩＰ電話システム並びにその音声品質制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構内交換装置は、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備える。
【０００７】
また、本発明のゲートウェイ装置は、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し、前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段を備える。
【０００８】
また、本発明のＩＰ電話システムは、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備える構内交換装置と、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し、前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段を備えるゲートウェイ装置とを有する。
【０００９】
また、本発明のＩＰ電話システムは、前記ゲートウェイ装置を前記構内交換装置の内部に備える構成としてもよい。
【００１０】
また、本発明の構内交換装置は、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備えるボタン電話装置である。
【００１１】
また、本発明の構内交換装置は、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備える。
【００１２】
また、本発明のゲートウェイ装置は、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備える。
【００１３】
また、本発明のゲートウェイ装置は、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備え、前記エコーキャンセラが、前記構内交換装置から受信したゲイン情報を格納するゲイン情報テーブルを有し、前記ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線の前記ゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御する。
【００１４】
また、本発明のＩＰ電話システムは、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備える構内交換装置と、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備えるゲートウェイ装置とを有する。
【００１５】
また、本発明のＩＰ電話システムは、エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備える構内交換装置と、構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備え、前記エコーキャンセラが、前記構内交換装置から受信したゲイン情報を格納するゲイン情報テーブルを有し、前記ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線の前記ゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御するゲートウェイ装置とを有する。
【００１６】
また、本発明のＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法は、構内交換装置とエコーキャンセラを有しＩＰ電話装置を収容するゲートウェイ装置とを備えるＩＰ電話システムで音声品質を制御するＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法であって、前記構内交換装置で、収容する各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し音声パスの確立後、当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力するステップと、前記ゲートウェイ装置では前記ゲイン情報を受信するステップと、前記ＩＰ電話装置から入力された信号に前記受信した当該回線のゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラにおいて擬似エコーを算出しエコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御するステップとを有する。前記ゲイン情報を制御チャネルにより送信する。
【００１７】
本発明によれば、ゲイン付加機能を有するボタン電話装置等の構内交換システムと、このシステムに接続し公衆回線からのエコーを消去するエコーキャンセラを搭載するゲートウェイ装置において、構内交換システムで付加されるゲインを、ゲートウェイ装置に送信しこのゲートウェイ装置でこのゲインを加味しエコー消去を行わせる。これにより、ＩＰ通話におけるエコーキャンセラのエコー抑制効果を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明は、主装置のゲインをゲートウェイ装置に送信し、このゲインを加味してエコー消去させる。これにより、エコーキャンセラで期待する予測信号を変化させること無く、ゲートウェイ装置でエコー抑制量を向上させ、かつ期待の音声レベルを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１（ａ）を参照すると、本発明の実施の形態としてボタン電話システムの主装置１と、エコーキャンセラ（図示せず）を有するゲートウェイ装置２と、ＩＰ電話装置３とを備えるＩＰ電話システムが示されている。ＩＰ電話装置３は通話のためのマイクロフォン３１およびスピーカ３２を有する。主装置１とゲートウェイ装置２との間はＩＳＤＮ回線で接続されが、接続方式はＩＳＤＮ回線に限るものではなく、例えばＥ＆Ｍあるいは独自のインタフェースを用いてもよい。
【００２１】
図１（ａ）において、主装置１はゲートウェイ装置２と接続する。ゲートウェイ装置２は、ローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬＡＮ）を介しＩＰ電話装置３を収容し、主装置１からの音声信号をＩＰパケットに変換、またその逆の機能を有する。主装置１、ゲートウェイ装置２は各々ゲイン制御部（図示せず）を有する。
【００２２】
図１（ｂ）は主装置１の主要部の構成を示す図である。図１（ｂ）を参照すると、主装置１は、タイムスイッチ１１と、ゲイン制御部１２と、ＶｏＩＰゲートウェイ信号送出部１３と、公衆回線インタフェース部１４、ボタン電話内線インタフェース部１５と、ＩＳＤＮインタフェース部１６、上述の各部を制御する制御回路１０とを備える。タイムスイッチ１１は公衆回線インタフェース部１４及びＩＳＤＮインタフェース部１６に接続し通話路を形成する。公衆回線インタフェース部１４は、各公衆回線のゲイン情報を保有すると共に収容する各公衆回線とのインタフェースを行う。ＩＳＤＮインタフェース部１６はゲートウェイ装置と接続する。ゲイン制御部１２は、主装置１が制御回路１０からの指示により通話パス確立時に、公衆回線インタフェース部１４の公衆回線のゲイン情報を検索する。ＶｏＩＰゲートウェイゲイン信号送出部１３は、ゲイン制御部１２から受信した当該公衆回線のゲイン情報をゲートウェイ装置２でのエコー消去に用いるためゲートウェイ装置２へ送出する。
【００２３】
図１（ｃ）はゲートウェイ装置２の構成を示す図である。図１（ｃ）を参照すると、ゲートウェイ装置２は、ネットワークインタフェース部２１と、音声圧縮部２２と、音声伸張部２３と、ゲイン制御部２４と、エコーキャンセラ２５と、主装置インタフェース部２６とを備える。主装置インタフェース部２６は、主装置１の制御回路１０に接続される音声チャネルと制御チャネルを有し、これらのチャネルにより主装置１のＩＳＤＮインタフェース部１６を介しタイムスイッチ１１とのインタフェースを行う。エコーキャンセラ２５は、主装置インタフェース部２６と接続し、主装置１のタイムスイッチ１１からの音声信号のエコーを消去するために用いられる。
【００２４】
ゲイン制御部２４は、エコーキャンセラ２５に接続し、主装置インタフェース部１６から主装置１に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信する。そしてゲイン制御部２４は、ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線のゲイン情報を加味してエコーキャンセラ２５にエコー消去を行わせる。音声圧縮部２２はゲイン制御部２４によってゲイン制御された出力を音声圧縮する。ネットワークインタフェース部２５は、音声圧縮部２２の出力をパケットデータに変換しＩＰプロトコルに従ってＬＡＮ回線に出力する。音声伸張部２３はＩＰプロトコルに従ってＬＡＮ回線からネットワークインタフェース部２１を介し入力された音声信号を音声伸張する。
【００２５】
図４はゲイン情報フォーマットの一例を示す図である。図４において、Ｔｏｔａｌ Ｌｅｎｇｔｈはメッセージの長さ、Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｎｏ．は該当チャネル番号、ｌｅｎｇｔｈはＯｃｔｅｔ４からのメッセージ長、Ｔｘ−Ｇａｉｎはゲートウェイ装置→主装置方向のゲイン（例えば−１４〜＋１４ｄＢ）、Ｒｘ−Ｇａｉｎは主装置→ゲートウェイ装置方向のゲイン（例えば−１４〜＋１４ｄＢ）をそれぞれ示す。Ｔｘ−Ｇａｉｎ／Ｒｘ−Ｇａｉｎは、主装置１での利得（ゲイン）の値を示し、主装置１の公衆回線インタフェース部１４（図１）に付加するものである。
【００２６】
図２（ａ）はエコーキャンセラの構成を説明するための図である。図２（ａ）において、エコーキャンセラは、マイクロフォン３１（図１）から入力された入力信号ｘ（ｎ）からエコー経路を推定し、擬似エコーｅ’（ｎ）を推定する。そして、エコーキャンセラは、実際のエコー経路の出力信号ｅ（ｎ）と擬似エコーｅ’（ｎ）との差分信号ｙ（ｎ）が最小になるように、エコー予測器２５１の予測関数を適応的に制御する。
【００２７】
図２（ｂ）はゲイン情報テーブルを示す図であり、各チャネルのゲイン情報の一例が示されている。主装置１からのゲイン情報は、ゲートウェイ装置２の主装置インタフェース部２６を経由し、エコーキャンセラ２５のゲイン情報テーブル２５２に格納される。エコーキャンセラ２５は、ゲイン情報テーブル２５２の値を加味したエコーキャンセルアルゴリズムでエコー消去を行う。主装置１からゲイン情報がゲートウェイ装置２に送られてきた場合、ゲイン情報テーブル２５２に図２（ｂ）で示す各チャンネルのゲイン情報が設定される。
【００２８】
例えば、エコー予測器２５１ではＴｘ／Ｒｘ＝４／４ｄＢであれば、計算で算出した擬似エコーｅ’（ｎ）に、ゲイン情報テーブル２５２を参照し、Ｔｘ／Ｒｘの値をｅ’（ｎ）＝ ４＋４＋ｅ’（ｎ）として加算し差分信号ｙ（ｎ）を最小とするようにしている。即ち、Ｔｘ−Ｇａｉｎはゲートウェイ装置→主装置方向のゲインであるが、公衆回線への対応として、主装置１により公衆側への送話側のレベルに付加するものであり、Ｒｘ−Ｇａｉｎは主装置→ゲートウェイ装置方向のゲインであるが、主装置１により公衆側からの受話側ゲインとして付加するもので、ｅ‘（ｎ）の疑似エコーにこのＴｘ／Ｒｘを付加してｙ（ｎ）のエコーを消去する。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、ゲートウェイ装置２と主装置１を分離して構成したが、ゲートウェイ装置２を主装置１の内部に含めて構成してもよい。
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図１〜図３を参照して説明する。
【００３１】
マイクロフォン３１から公衆回線に向かって音声入力を行うと、ＩＰ電話装置３は入力された音声信号をサンプリング処理など必要な処理を行う。そして、処理の結果、パケットデータがＩＰ電話装置３からゲートウェイ装置２に送信される。各パケットデータは、ゲートウェイ装置２のネットワークインタフェース部２１においてパケットデータが順に組み立てられ、音声伸張部２３が音声伸張を行う。伸張された音声データは、ゲイン制御部２４でゲートウェイ装置２としてのゲインが選択付加され、主装置インタフェース部２６を経て主装置１のＩＳＤＮインタフェース部１６へＰＣＭデータとして送信される。変換されたＰＣＭデータは、タイムスイッチ１１で現在接続されている回線のゲイン情報をＰＣＭデータに付与し、制御回路１０の指示に基づき公衆回線インタフェース部１４を経由し音声が公衆回線へ出力される。つまり、ゲートウェイ装置２のゲイン制御部２４では、上述したゲートウェイ装置２のゲイン情報（図示せず）に基づいてゲインを選択するものである。主装置１側においては「Ｔｘ−Ｇａｉｎ／Ｒｘ−Ｇａｉｎ」として公衆回線インターフェース部１４（図１）に保有しており、これらのゲインを付加して音声が公衆回線へ出力されるもので、このゲイン情報をＰＣＭデータに付与し公衆回線へ出力する。
【００３２】
ここで、エコーと呼ばれる現象が起きることが一般的に知られている。公衆回線インタフェース部１４から出力されるＰＣＭ信号が、公衆回線のインピーダンスの不整合(２線−４線変換)により、主装置１からゲートウェイ装置２への方向の音声として入力される。この場合の音声は、主装置１およびゲートウェイ装置２を介してＩＰ電話装置３のスピーカ３２から音声として出力されることになり、ループを形成する。このエコーを生じる経路(エコーパス)には伝送遅延が生じる。つまり、ＩＰ電話装置３の通話者は、マイクロフォン３１から入力した音声を少し遅れてスピーカ３２で聞くことになる。そこで、ゲートウェイ装置２においてエコーキャンセラ２５が用いられる。
【００３３】
従来のシステムでは、エコーキャンセラ２５で予測した擬似エコーｅ’（ｎ）は、入力信号ｘ（ｎ）より計算されている。仮に主装置１によってゲインを付加すると、エコー経路の出力信号ｅ（ｎ）が擬似エコーｅ’（ｎ）と大幅に狂うことになり、差分信号ｙ（ｎ）を最小にすることが困難となる。つまり、差分信号ｙ（ｎ）が大きいと、ＩＰ電話装置３のマイクロフォン３１からの音声信号が、スピーカ３２から聞こえることになる。
【００３４】
これを解決するために主装置１のゲイン情報をゲートウェイ装置２に送り、ゲートウェイ装置２でエコー消去を行う際に、この受信したゲイン情報を加味する。ＩＰ電話装置３と公衆回線の音声パス接続時に主装置１は、ＶｏＩＰゲートウェイ信号送出部１３を介して当該公衆回線のゲイン情報を送信する。ゲートウェイ装置２は、送られてきた当該公衆回線のゲイン情報と、マイクロフォンからの入力信号ｘ（ｎ）とから擬似エコーを計算、予測する。
【００３５】
エコーキャンセラ２５は、受話信号から、エコーとして戻ってくる信号を信号処理に基づいて予測し、その予測信号を送話信号に加えることによってエコーを消去している。そのためエコーキャンセラを実装していない装置(ここでは主装置１)でゲインを付加すると、エコーキャンセラ２５で予測していた信号と異なる信号がエコーキャンセラに入力され、正しくエコーを消去できない。一方、ゲートウェイ装置２でゲインを付加する場合には、エコーキャンセラ２５がゲートウェイ装置２で付加したゲインを知ることができる。したがって、予測信号もゲインを付加した状態で行うことが可能である。
【００３６】
ゲインを下げれば、戻ってくるエコーも下がるのは当然であり、逆にゲインを上げれば戻ってくるエコーも大きい。ゲインを下げれば本来の音声信号のゲインも下がってしまう。本発明では、エコーキャンセラを実装していないシステム（この場合、主装置１）でのゲイン情報を、エコーキャンセラを実装しているゲートウェイ装置２に送り、そのゲイン情報を加味し、すなわち擬似エコーに付加してエコーを消去するとともに、ゲートウェイ装置２でゲインを付加して所要の音声信号ゲインを保つ。
【００３７】
図３は本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。主装置の公衆回線インタフェース部には収容する回線ごとに利得付加するためのゲイン情報を有する。音声パスの確立後、主装置は、当該公衆回線のゲイン情報を検索してこのゲイン情報をゲートウェイ装置へ送信する。ゲートウェイ装置は、このゲイン情報を受信し、この情報と入力信号ｘ（ｎ）からエコーキャンセラのエコー予測器において擬似エコーｅ’（ｎ）を算出する。すなわち、ボタン電話システムで付加されるゲイン情報を、ゲートウェイ装置に送信しこのゲートウェイ装置でこのゲイン情報を加味して、エコー消去動作を行わせる。上述したゲイン情報の伝達は、主装置とゲートウェイ装置が接続されているインタフェースの制御チャネルを用いる。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、ゲートウェイ装置のエコーキャンセラで予測する音声が主装置で変更されること無く、期待する予測信号を得ることができる。したがって、ゲートウェイ装置で最大限のエコー抑制量を得ることが可能となる。なお、本実施の形態では、ボタン電話システムを用いた例を説明したが、ＰＢＸシステムに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は本発明のＩＰ電話システムの実施の形態を説明するための図である。（ｂ）は（ａ）におけるボタン電話システム主装置の主要部の構成を示す図である。（ｃ）は（ａ）におけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。
【図２】（ａ）はエコーキャンセラの構成を説明するための図である。（ｂ）はゲイン情報テーブルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図４】図４はゲイン情報フォーマットの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 主装置
２ ゲートウェイ装置
３ ＩＰ電話装置
１０ 制御回路
１１ タイムスイッチ
１２，２４ ゲイン制御部
１３ ＶｏＩＰゲートウェイゲイン信号送出部
１４ 公衆回線インタフェース部
１５ ボタン電話内線インタフェース部
１６ ＩＳＤＮインタフェース部
２１ ネットワークインタフェース部
２２ 音声圧縮部
２３ 音声伸張部
２５ エコーキャンセラ
２６ 主装置インタフェース部
３１ マイクロフォン
３２ スピーカ
２５１ エコー予測器
２５２ ゲイン情報テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、前記構内交換装置は、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備えることを特徴とする構内交換装置。
【請求項２】
構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置は、前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し、前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項３】
請求項１記載の構内交換装置及び請求項２記載のゲートウェイ装置を備えることを特徴とするＩＰ電話システム。
【請求項４】
請求項２記載のゲートウェイ装置を請求項１記載の構内交換装置の内部に備えることを特徴とするＩＰ電話システム。
【請求項５】
前記構内交換装置がボタン電話装置であることを特徴とする請求項１記載の構内交換装置。
【請求項６】
エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、前記構内交換装置は、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備えることを特徴とする構内交換装置。
【請求項７】
構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置は、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記エコーキャンセラは、前記構内交換装置から受信したゲイン情報を格納するゲイン情報テーブルを有し、前記ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線の前記ゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御することを特徴とする請求項７記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
請求項６記載の構内交換装置と、請求項７及び８いずれか１項に記載のゲートウェイ装置とを備えることを特徴とするＩＰ電話システム。
【請求項１０】
構内交換装置とエコーキャンセラを有しＩＰ電話装置を収容するゲートウェイ装置とを備えるＩＰ電話システムで音声品質を制御するＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法であって、前記構内交換装置で、収容する各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し音声パスの確立後、当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力するステップと、前記ゲートウェイ装置では前記ゲイン情報を受信するステップと、前記ＩＰ電話装置から入力された信号に前記受信した当該回線のゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラにおいて擬似エコーを算出しエコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御するステップとを有することを特徴とするＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法。
【請求項１１】
前記ゲイン情報は制御チャネルにより送信することを特徴とする請求項１０記載のＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法。
【請求項１】
エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、前記構内交換装置は、収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段を備えることを特徴とする構内交換装置。
【請求項２】
構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するエコーキャンセラを有するゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置は、前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し、前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項３】
請求項１記載の構内交換装置及び請求項２記載のゲートウェイ装置を備えることを特徴とするＩＰ電話システム。
【請求項４】
請求項２記載のゲートウェイ装置を請求項１記載の構内交換装置の内部に備えることを特徴とするＩＰ電話システム。
【請求項５】
前記構内交換装置がボタン電話装置であることを特徴とする請求項１記載の構内交換装置。
【請求項６】
エコーキャンセラを有するゲートウェイ装置と接続しＩＰ電話システムを構成する構内交換装置であって、前記構内交換装置は、各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し収容する各公衆回線とのインタフェースを行う第１の回線インタフェース部と、前記ゲートウェイ装置と接続する第２の回線インタフェース部と、前記第１及び第２の回線インタフェース部に接続し通話路を形成する時分割スイッチと、前記第１の回線インタフェース部を捕捉したときに当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記第２の回線インタフェース部を介し前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力する第１のゲイン制御手段と、前記各部を制御する制御回路とを備えることを特徴とする構内交換装置。
【請求項７】
構内交換装置と接続しＩＰ電話システムを構成するゲートウェイ装置であって、前記ゲートウェイ装置は、前記構内交換装置とのインタフェースを行う第３の回線インタフェース部と、前記第３の回線インタフェース部に接続しエコーを消去するためのエコーキャンセラと、前記エコーキャンセラに接続し前記構内交換装置から出力されるこの構内交換装置に収容する公衆回線に対応して付加する利得を示すゲイン情報を受信し前記ゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラでのエコー消去を行わせる第２のゲイン制御手段と、前記第２のゲイン制御手段によってゲイン制御された出力を音声圧縮する音声圧縮部と、前記音声圧縮部の出力をＬＡＮ回線へ出力するネットワークインタフェース部、ＬＡＮ回線から前記ネットワークインタフェース部を介し入力された音声信号を音声伸張する音声伸張部とを備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記エコーキャンセラは、前記構内交換装置から受信したゲイン情報を格納するゲイン情報テーブルを有し、前記ＬＡＮ回線から入力された信号に当該回線の前記ゲイン情報を加味して擬似エコーを算出し、エコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御することを特徴とする請求項７記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
請求項６記載の構内交換装置と、請求項７及び８いずれか１項に記載のゲートウェイ装置とを備えることを特徴とするＩＰ電話システム。
【請求項１０】
構内交換装置とエコーキャンセラを有しＩＰ電話装置を収容するゲートウェイ装置とを備えるＩＰ電話システムで音声品質を制御するＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法であって、前記構内交換装置で、収容する各公衆回線に利得付加するためのゲイン情報を有し音声パスの確立後、当該公衆回線のゲイン情報を検索して前記エコーキャンセラでのエコー消去に用いるため前記ゲートウェイ装置へ出力するステップと、前記ゲートウェイ装置では前記ゲイン情報を受信するステップと、前記ＩＰ電話装置から入力された信号に前記受信した当該回線のゲイン情報を加味し前記エコーキャンセラにおいて擬似エコーを算出しエコー経路の出力信号と前記擬似エコーとの差分信号が最小になるように予測関数を適応的に制御するステップとを有することを特徴とするＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法。
【請求項１１】
前記ゲイン情報は制御チャネルにより送信することを特徴とする請求項１０記載のＩＰ電話システムにおける音声品質制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３３２６１（Ｐ２００６−３３２６１Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０７３５５（Ｐ２００４−２０７３５５）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００２２７２０５）ＮＥＣインフロンティア株式会社 (1,047)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００２２７２０５）ＮＥＣインフロンティア株式会社 (1,047)
【Ｆターム（参考）】
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