专利名称：回声消除器的制作方法
技术领域：
本发明涉及回声消除器，可应用于例如设置在与电话机连接的VoIP (Voice over Internet Protocol,互联网上语音协议)终端上的回声消除器。
背景技术：
混合电路中的回声分量是由于接收信号经由混合电路流入发送信号 的路径内而产生的。回声消除器通过消除回声分量来防止由回声分量引 起的语音质量的下降。回声分量在接收信号是语音信号时产生，然而也 在接收信号是音调信号时产生。
作为避免由音调信号的存在引起的误收敛的现有的回声消除器，例 如有专利文献1记载的回声消除器。
专利文献l:日本特开2005 — 110307号公报
然而，上述现有的回声消除器具有以下的课题1 4。
(课题1 )
专利文献1的回声消除器只有在音调信号被输入到自适应滤波器， 并且滤波系数被变更为具有音调性之后，才能判定滤波系数与音调的频 率特性是否一致。因此，在该回声消除器中，音调信号的检测花费时间， 当开始输入音调信号时，不能采取用于消除回声的快速的对策。并且， 由于根据音调信号而设定的滤波系数不适合作为用于设定与接着音调信 号之后输入的语音信号对应的滤波系数的初始值，因而当幵始输入语音 信号时，不能立即消除语音信号的回声，通话质量恶化。
(课题2 )
图1 (a)示出初始延迟是50个采样的回声路径的时间响应信号，图 1 (b)示出当回声消除器的系数寄存器的滤波系数收敛时的滤波系数， 图1 (c)示出当输入了音调信号(拨号音400Hz)时的回声路径的频率特性E1和收敛后的系数寄存器的频率特性R1。从图1 (a)和(b)可看出，在初始延迟是50个采样的回声路径的情况下，回声消除器的自适应滤波系数收敛成非常近似于输入音调信号的波形，从图1 (c)可看出， 回声路径中的音调频率(400Hz)部分占了大的分量。
图2 (a)示出初始延迟是10个采样的回声路径的时间响应信号，图 2 (b)示出当回声消除器的系数寄存器的滤波系数收敛时的滤波系数， 图2 (c)示出当输入了音调信号(拨号音400Hz)时的回声路径的频率特性E2和收敛后的系数寄存器的频率特性R2。从图2 (a)和(b)可看出，在初始延迟是10个采样的回声路径的情况下，回声消除器的自适应滤波系数没有收敛成非常近似于输入音调信号的波形，从图2 (c)可看出，系数寄存器的频率特性R2的峰值不是音调频率400Hz，而为OHz。
然而，不仅在图1 (a) (c)所示的例子(系数滤波器根据输入音调信号适当收敛的例子)中，而且在图2 (a) (c)所示的例子(系数滤波器根据输入音调信号没有适当收敛的例子)中，关于针对音调输入的回声消除，将发挥充分的性能。在上述的例子中，ERLE (Echo Return Loss Enhancement,回声返回损耗增强，接收信号与残差的功率比)表示 35dB左右的足够的消除量。换句话说，在图2 (a) (c)的例子中， 尽管未充分估计回声路径的特性，如果只限于输入频率而言，则发挥了 回声消除性能。这种现象在回声路径的初始延迟小于音调周期的情况下频繁发生。具体地说，当回声消除器和作为回声产生源的混合电路的配 置近时，例如在位于同一装置内的情况等下必定发生。不巧的是，通常在VoIP终端装置等中，混合电路和回声消除器配置在同一装置内。因此， 在这种情况下，由于系数寄存器的频率特性不根据输入音调而收敛，因 此不能检测滤波系数的音调性(结果，不能检测出输入信号是音调信号的情况)。
因此，在专利文献l的回声消除器中，当回声路径的初始延迟小时， 系数寄存器不收敛于输入音调信号的频率，其结果，往往不能发挥作为回声消除器的期望效果。
(课题3 )
在主叫侧说话者和被叫侧说话者两者产生语音的双端通话的状态下，发送信号和接收信号同时被输入到回声消除器。此时，由于回声消除器进行停止自适应滤波器的系数更新的控制，因而往往监视ERLE来实施双端通话的检测。在专利文献1的回声消除器中，如上述课题1所 示，由于使用利用根据音调信号而误收敛(音调收敛)的自适应滤波器 而得到的残差来进行双端通话判定，因而不能进行正确的双端通话判定。 并且，由于在音调收敛后的一定期间内把控制系数更新的速度的步长增益(stepgain)设定得较大，因而在跟随性最高的状态下进行自适应滤波 系数的自适应，有时由于不适当的消除而产生显著的音质恶化。并且， 由于自适应滤波器的再收敛是以向音调信号的误收敛状态为初始状态而 开始的，因而为了再收敛而花费较长时间，说话者听到在再收敛前的长 时间的回声，通话质量恶化。
(课题4 )
在照这样使用专利文献1的回声消除器的情况下，在内线转送电话 时，回声消除性能下降。以下，参照图3说明专利文献1的回声消除器 的课题4即内线转送时的课题。
对以下情况进行说明，即从位于主叫侧的基地CO的电话机(远 端电话机)100向位于被叫侧的基地CI的电话机(近端电话机)109呼 叫，在短暂通话后，在被叫侧的基地CI从电话机109向电话机110进行 内线转送。如图3所示，回声消除器120具有接收输入端子(Rin) 103， 接收输出端子(Rout) 104，发送输入端子(Sin) 114，以及发送输出端 子(Sout) 115。并且，回声消除器120具有加法器119，双端通话检 测器(DTD) 117，以及自适应滤波器(ADF) 118。在图3中，回声消 除器121使用加法器119的输出和接收输入端子(Rin) 103的输入，将 混合电路(Hl) 108作为回声路径来进行回声路径的估计，将自适应滤 波器(ADF) 118的系数估计成与混合电路108的脉冲响应相等。这种估 计的结果是，来自电话机100的说话者信号通过混合电路(H) 101，在 模拟/数字(A/D)转换器102被转换成数字信号后，在数字/模拟(D/A) 转换器105被转换成模拟信号而通过幵关106,在混合电路108进行2线转换后，到达电话机109。去往电话机109的说话者信号的一部分在混合 电路108被反射，成为回声信号yl，经由开关112在A/D转换器113被 转换成数字信号后，被输入到加法器119。从自适应滤波器118所输出的 伪回声信号y，被输入到加法器119，当自适应滤波器118收敛时，伪回声 信号y1大致等于回声信号yl，因而回声信号yl被伪回声信号y'抵消。
自适应滤波器118的系数更新可使用公知的NLMS (Normalized Least Mean Square,归一化最小均方)等算法。这里，简单描述NLMS 算法的系数更新情况。
把从远端电话机lOO输入到接收输入端子的语音信号设定为x (n)， 把自适应滤波器118的滤波系数设定为hk (n)，则将滤波系数hk (n)按 照式(1)和式(2)更新。
<formula>see original document page 10</formula> (1)<formula>see original document page 10</formula> (2〉
另外，当式(1)的右边第2项的分母是0时，将系数更新量设定为 0，或者停止系数更新。滤波系数hk (n)表示第n个采样时刻的第k个 自适应滤波器的抽头系数。并且，a是步长增益，是决定自适应滤波器118 的收敛速度的常数，是0<α<2。当α变大时，收敛速度快而稳定特性的 波动范围大，并且噪声影响也大。另一方面，当α变小时，收敛速度慢而 稳定特性的波动范围小，并且噪声影响也小。在专利文献1中表明，在 自适应滤波器118充分收敛后使步长增益成为小值。
在内线转送时， 一旦在电话机100和电话机109之间进行通话，自 适应滤波器118的系数也通过估计混合电路108而收敛到某种程度。这 里，当自适应滤波器118完全收敛时，式(2)的回声消除残差e (n)= 0，因而与系数更新停止相同。
之后，以下对于由内部交换机等将通话从电话机109转送到电话机 HO的情况，说明4个内线转送例子。这里，当发生转送时，开关106将
端子a和端子a2连接，开关112将端子b和端子b2连接。从D/A转换 器105所输出的信号通过开关106的端子a和端子a2，经由混合电路111, 一部分被输出到电话机110， 一部分在混合电路111被反射而成为回声信 号y2，经由开关112的端子b2和端子b被输入到A/D转换器113，从 A/D转换器113被输入到Sin端子114。以后，对回声消除器的收敛状态 的良好与否和由转送引起的回声路径变化的大小的组合分别进行说明。
(内线转送例子4A )
内线转送例子4A是这样的例子，艮口自适应滤波器118的收敛不充 分，混合电路108、 lll的特性几乎不变。
在内线转送例子4A的转送前的状态的情况下，由于式(2)的回声 消除残差e (n)不是O，因而式(1)的系数更新在保持有效的状态下执 行。即，如专利文献1的回声消除器那样，当x (n)是音调性的信号时， 按照式(1)，根据输入x (n)更新自适应滤波器118的系数。其结果， 自适应滤波器118的系数与其说是收敛为混合电路108的特性，还不如 说是自适应滤波器118的系数进行收敛以消除音调性的回声信号yl。当 然，如图1所示，自适应滤波器118的系数收敛为与混合电路108的脉 冲响应不同的特性。之后，发生转送，混合电路111被连接，连接到电 话机IIO，开始通话。
在内线转送例子4A的情况下，可认为混合电路特性在转送前后相 等，然而自适应滤波器118的系数根据音调收敛。之后，当输入了作为 非音调性的信号的语音信号x (n)时，在自适应滤波器118中仅估计音 调信号的分量，因而如在课题2的项目中所说明的那样，自适应滤波器 118的收敛状态不反映混合电路的响应特性。因此，具有比音调频率宽的 频率分量的语音信号的回声，其几乎所有分量都不能被抵消，并从加法 器H9被输出。加法器119的输出如图3所示被输入到双端通话检测器 (DTD) 117。在双端通话检测器117中，计算加法器输出与来自接收输 入端子的输入rin (n)的比ERLE的大小，根据ERLE的值的大小或者 ERLE的变化的大小检测双端通话。ERLE例如按式(3)所示来计算。
<formula>see original document page 12</formula>( 3 )
如专利文献1所示，当ERLE的值如30dB等那样大时，认为e (n) 充分小而处于收敛状态或可进行收敛，当ERLE如6dB等那样小时，由 于e (n)仍较大，因而认为有被叫侧的语音，停止自适应滤波器118的 系数更新等。并且，作为别的方法，检测ERLE的急剧的恶化，判断为 有被叫侧的送话语音，停止自适应滤波器的系数更新等。
然而，如上所述在音调误收敛后不久，基于来自接收输入端子的语 音信号的回声分量，其大部分分量未被抵消，因而ERLE具有小的值， 并且从ERLE变化的观点来看，由紧接音调后的语音引起的ERLE急剧 恶化。双端通话检测器117将此判定为有被叫侧的送话语音信号，因而 检测出发生双端通话状态。其结果，由于双端通话检测器117停止自适 应滤波器118的系数更新，因而自适应滤波器118之后冻结系数，之后 维持该系数。即，在回声未消除的状态下冻结自适应滤波器118的系数 更新。而且，在初始延迟小的响应的混合电路108、 lll的情况下，自适 应滤波器118的系数不同于输入音调性。gp，自适应滤波器118只反映 出既不同于输入信号的性质又不同于混合电路108、 111的性质的特性。 其结果，不能从误收敛的状态恢复。
即使在幸运地未检测出双端通话的情况下，自适应滤波器118的系 数与其说是收敛为混合电路108、 lll的特性，还不如说是收敛为反映了 音调信号那样的不适合回声抵消的状态。因此，即使重新收敛混合电路 111的特性，作为自适应滤波器118的再收敛用的初始设定也是不适当的， 因而再收敛也花时间，其间产生回声。
〔内线转送例子4B )
内线转送例子4B是这样的例子，即自适应滤波器118的收敛不充 分，混合电路108和111的特性不同。
在内线转送例子4B中，问题比内线转送例子4A显著。原因是，在 音调误收敛后，混合电路111的特性成为与混合电路108的特性完全不
同的特性。由于一旦因输入到混合电路108中的音调而误收敛的自适应滤波器118的滤波系数不完全反映新连接的混合电路111的脉冲响应特性，因而音调信号后的具有宽的频率分量的语音回声不能完全消除，回声变得显著。而且，不能避免双端通话检测器117的误判定。其结果， 与在内线转送例子4A中所述相同，在回声未消除的状态下自适应滤波器 118冻结了系数更新。而且，在初始延迟小的响应的混合电路108、 111 的情况下，自适应滤波器118的系数不同于输入音调性，因而不能从冻 结状态恢复。因此，在内线转送后，维持发生回声的状态。
〔内线转送例子4C )
内线转送例子4C是这样的例子，即自适应滤波器118的收敛充分， 混合电路108、 111的特性几乎不变。
在内线转送例子4C时，由于本来式(2)的回声消除残差e (n)= 0，因而按照式(1)的系数更新由于更新量为0，因而不进行更新。而且， 如专利文献1的回声消除器那样，当根据收敛而减小步长增益时，可防 止系数更新。
然而，实际上，由于近端说话者(Sin说话者)的背景噪声等，回声 消除残差e (n)完全为0的情况是少有的。在这种情况下，当在相当长 的期间内从接收输入端子103输入音调信号时，自适应滤波器118的系 数逐渐收敛为音调性。此时， 一旦自适应滤波器118误收敛为音调信号， 则发生与内线转送例子4A相同的问题。在内线转送例子4C的情况下， 不是如专利文献1的回声消除器那样检测自适应滤波器118的误收敛的 结果，而期望的是在未进行自适应滤波器118的音调误收敛的情况下停 止系数更新。
(内线转送例子4D )
内线转送例子4D是这样的例子，即自适应滤波器118的收敛充分， 混合电路108和111的特性不同。
在内线转送例子4D中，在输入来自电话机100的经历长时间的音调 信号的情况下，自适应滤波器118的系数通过音调信号而误收敛。在这 种音调误收敛后不久产生的课题与内线转送例子4B相同。然而，在内线转送例子4D中，例如即使在未进行自适应滤波器118的音调误收敛的情 况下停止了系数更新，内线转送后的混合电路111的响应特性也与转送前的混合电路108的特性不同，因而不管在什么情况下在转送后都几乎不能消除回声。因此，ERLE为小的值。即使捕捉到变化，ERLE的变化方式也以转送发生为界而急剧减小，因而双端通话检测器117将ERLE 的变化误判定为双端通话状态。而且，假设在音调误收敛进行前停止自适应滤波器118的系数，也照样冻结根据语音信号收敛的系数，因而在 专利文献1的回声消除器中，即使分析停止更新后的自适应滤波器118 的系数也没有音调性，而且ERLE小，因而不能脱离开双端通话误判定的状态。因此，回声消除器的自适应滤波器118在不能消除回声的状态下冻结系数，在转送发生后继续产生回声。即，即使误收敛，也发生内线转送例子4B那样的不良情况，并且即使在误收敛前停止系数更新，在 转送后也继续产生回声。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术的课题而作成的，本发明的目的是提供一种即使输入音调信号也能在以后的对话中减少回声感的回声消除器。
本发明的回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号；回声消除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调性判定单元，其判定所述远端输 入信号是否是音调性信号；以及系数控制单元，当所述音调性判定单元 判定为所述远端输入信号是音调性信号时，该系数控制单元使所述自适应滤波器的系数重置。
并且，本发明的另一方式的回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号；回声消除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调类别判定单元， 其判定所述远端输入信号是否是规定类别的音调信号；回声消除量计算单元，其计算关于从所述回声消除单元所输出的信号的回声消除量；以及音调输入时系数控制单元，当所述音调类别判定单元判定为远端输入 信号是规定类别的音调信号时，所述音调输入时系数控制单元根据针对 所述回声消除量的规定条件的成立，停止所述自适应滤波器的系数更新。
这里，优选的是，所述音调类别判定单元在判断为远端输入信号是 规定类别的音调信号时，还捕捉该音调信号的结束，所述音调输入时系 数控制单元将在所述音调类别判定单元判定为音调信号结束的定时前后 的回声消除量进行比较，根据该比较结果，重置所述自适应滤波器的系 数后使系数更新再次开始，或者不重置所述自适应滤波器的系数而强制 地使系数更新再次开始。
并且，优选的是，该回声消除器具有第1带阻滤波器，该第1带 阻滤波器设置在所述自适应滤波器的输入级，当所述音调类别判定单元 判定为远端输入信号是规定类别的音调信号时，该第1带阻滤波器从去 往所述自适应滤波器的远端输入信号中去除被判定的规定类别的音调信 号的频率分量；第2带阻滤波器，该第2带阻滤波器设置在所述回声消 除单元的输入级，当所述音调类别判定单元判定为远端输入信号是规定 类别的音调信号时，该第2带阻滤波器从去往所述回声消除单元的近端 输入信号中去除被判定的规定类别的音调信号的频率分量。
而且，可应用判定远端输入信号是否是任意的音调信号的任意音调 判定单元，来取代判定远端输入信号是否是规定类别的音调信号的所述 音调类别判定单元。
并且，本发明的另一方式的回声消除器，其特征在于，该回声消除 器具有自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号；回声消 除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调类别判定单元， 其判定所述远端输入信号是否是规定类别的音调信号；以及第1带阻滤 波器，其设置在所述自适应滤波器的输入级，当所述音调类别判定单元 判定为所述远端输入信号是规定类别的音调信号时，该第1带阻滤波器 从去往所述自适应滤波器的远端输入信号中去除被判定的规定类别的音 调信号的频率分量。
这里，优选的是，向检测远端说话者和近端说话者的双端通话状态的双端通话检测单元输入通过了上述第1带阻滤波器的近端输入信号。
并且，优选的是，该回声消除器具有回声消除单元，其从近端输 入信号中减去来自自适应滤波器的伪回声信号；以及第2带阻滤波器， 其设置在所述回声消除单元的输入级，当音调类别判定单元判定为远端 输入信号是规定类别的音调信号时，所述第2带阻滤波器从去往所述回 声消除单元的近端输入信号中去除所判定的规定类别的音调信号的频率分量。
并且，本发明的另一方式的回声消除器，其特征在于，该回声消除 器具有自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号；回声消 除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调结束判定单元， 其检测出所述远端输入信号是音调信号，还捕捉该音调信号的结束；回 声消除量计算单元，其计算关于从所述回声消除单元所输出的信号的回 声消除量；以及音调结束时系数控制单元，当所述音调结束判定单元判 定为音调信号结束时，所述音调结束时系数控制单元根据针对所述回声 消除量的规定条件的成立，停止所述自适应滤波器的系数更新。
根据本发明的回声消除器，具有即使输入音调信号也能在以后的对 话中减少回声感的效果。
图1 (a) (c)是为了说明现有技术的课题而示出在回声路径的初 始延迟是50个采样的情况下的特性的图。
图2 (a) (c)是为了说明现有技术的课题而示出在回声路径的初 始延迟是IO个采样的情况下的特性的图。
图3是示出现有的电话通信系统的结构的框图。
图4是示出包含根据本发明的第1实施方式的回声消除器的电话通 信系统的结构的框图。
图5是示出本发明的第1实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。
图6是第1实施方式的信号类别判定器的判定动作的说明图。
图7是示出本发明的第2实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。
图8是第2实施方式的信号类别判定器的判定结果和输出的关系的 说明图。
图9是示出本发明的第3实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。
图10是第3实施方式的信号类别判定器的判定结果和输出的关系的 说明图。
图11是示出本发明的第4实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。
图12是示出本发明的第5实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。
标号说明
1， 9:电话机；2， 8:混合电路；4， 6: VoIP终端；5: IP网；12，12A， 12B， 12C， 12D:回声消除器；13:加法器；M， 14B-双端通话 检测器；15， 15B:音调性判定器；16， 16A， 16B， 16D:信号类别判定 器；17， 17B:系数控制器；18:自适应滤波器；21， 22:带阻滤波器； 31:滤波器状态判定器；32:回声消除量计算器；40:信号分量判定器； CO:主叫侧的基地；CI:被叫侧的基地。
具体实施例方式
《A》第1实施方式
参照
本发明的第1实施方式的回声消除器。第1实施方式 的回声消除器是为了解决上述课题1和2而作成的。第1实施方式的回 声消除器解决如下的课题由于由音调信号引起的滤波系数的收敛(误 收敛)，在通话开始时(在音调信号后开始输入语音信号时)不能适当地 消除回声，回声显著出现。第1实施方式的回声消除器在该回声消除器 进行再收敛时(通话开始时的滤波系数的收敛时)，将滤波系数的初始值 设定为适当的值。
〈A—l〉第l实施方式的结构
图4是示出包含第1实施方式的回声消除器(EC) 12的电话通信系 统的结构的框图。
图4所示的电话通信系统是经由IP网5执行基于现有的电话机1和 现有的电话机9的通信的系统。电话机1与VoIP终端4连接，电话机9 与VoIP终端6连接。VoIP终端4与IP网5连接，VoIP终端6与IP网5 连接。电话机1和电话机9经由VoIP终端4、 IP网5和VoIP终端6进行 通话。另外，电话机1可以收容在VoIP终端4内(即， 一体地构成)， 电话机9也可以收容在VoIP终端6内(即，一体地构成)。
在图4中，CI表示被叫侧(call-in side)的基地，CO表示主叫侧 (call-outside)的基地。图4示出防止从基地CI到达基地CO的通话信 号在基地CO作为回声流入去往基地CI的信号路径的结构。
如图4所示，VoIP终端4具有混合电路(H) 2，其通过双线与电 话机1连接；数字/模拟(D/A)转换器11，其将去往电话机1的数字通 话信号进行数字/模拟转换并输出到混合电路2;以及模拟/数字(A/D) 转换器3，其将电话机1所输出的经由混合电路2的模拟通话信号进行模 拟/数字转换。另外，可以将回声消除器安装在VoIP终端4上。
并且，如图4所示，VoIP终端6具有第l实施方式的回声消除器 12;混合电路(H) 8，其通过双线与电话机9连接；数字/模拟(D/A) 转换器7，其将从回声消除器12输出并去往电话机9的数字通话信号进 行数字/模拟转换并输出到混合电路8;以及模拟/数字(A/D)转换器IO， 其将电话机9所输出的经由混合电路8的模拟通话信号进行模拟/数字转 换并提供给回声消除器12。
图5是示出本发明的第1实施方式的回声消除器12及其周边设备的 结构的框图。在图5中，对与图4所示的结构相同或对应的结构附上相 同标号。另外，在第1实施方式的回声消除器12中，输入输出信号是数 字信号。
如图5所示，回声消除器12具有接收输入端子Rin，接收输出端 子Rout，发送输入端子Sin，以及发送输出端子Sout。并且，回声消除器12具有加法器13，双端通话检测器(DTD) 14，音调性判定器15，信 号类别判定器16，系数控制器17，以及自适应滤波器(ADF) 18。
加法器13通过从输入到发送输入端子Sin的信号中减去伪回声信号 y'，来去除输入到发送输入端子Sin的信号的回声分量。
双端通话检测器14根据输入到接收输入端子Rin的信号和从加法器 13所输出的信号，检测双端通话状态等的通话状态。双端通话检测器14 还根据来自系数控制器17的控制信号，清除内部状态。
音调性判定器15判定输入到接收输入端子Rin的信号是否是具有音 调性的信号(音调信号)。具有音调性的信号(也称为"音调性信号")是 指呼叫控制用的各种音调(例如，拨号音(DT)、回拨音(RBT)、忙音 (BT))那样的具有规定周期的重复波形信号。在音调性信号中，除了拨 号音等音调信号以外，还包含具有与音调信号相同波形的信号。音调性 判定器15只要能判定是否具有音调性，可以是任何方式的装置。作为音 调性判定器15，例如可应用日本特开2000—295641号公报记载的装置。
在音调性判定器15将输入信号判定为音调信号的情况下，信号类别 判定器16判定该信号是哪种呼叫控制信号(呼叫控制涉及的音调信号)。 另外，判定方法的详情在后面描述。
系数控制器17如后所述控制自适应滤波器18的滤波系数。系数控 制器17根据后述的双端通话检测器14的检测结果和/或信号类别判定器 16的判定结果，更新自适应滤波器18中的滤波系数，或者清除滤波系数。
自适应滤波器18根据来自接收输入端子Rin的输入信号和内部的滤 波系数生成伪回声信号y，，并将该伪回声信号y，作为减法输入提供给加 法器13。并且，自适应滤波器18针对从加法器13所输出的回声消除残 差信号e，使用式(1)、 (2)来更新滤波系数。然而，当由系数控制器 17指示了滤波系数的清除时，自适应滤波器18进行滤波系数的清除。 〈A—2〉第1实施方式的动作下面，将第1实施方式的回声消除器12的动作与包含该回声消除器 12的电话通信系统的动作一起进行说明。
在第1实施例的说明中，对电话机9侧是主叫侧、电话机1侧是被
叫侧的情况进行说明。
当主叫侧的基地CO的电话机9的说话者(未作图示)为了给被叫
侧的基地CI的电话机1的说话者(未作图示)打电话而拿起电话机9的 听筒时，向电话机9输出拨号音。拨号音例如从图4的VoIP终端6与 IP网5之间的未作图示的IP网关装置被输出，并被输入到接收输入端子 Rin。并且，拨号音有时也从设置在VoIP终端6的内部的音调发生器(未 作图示)被输入到接收输入端子Rin。以下，说明拨号音从未作图示的IP 网关装置被输出后被输入到接收输入端子Rin的情况。另外，拨号音是 当拿起听筒时可听到的"嘟嘟"这样的发信音调，在日本是频率400Hz的 音调信号。
从接收输入端子Rin所输入的接收信号(音调信号或通话信号等数 字信号)被输入到双端通话检测器14、音调性判定器15、接收输出端子 Rout以及自适应滤波器18。
从接收输入端子Rin输入并从接收输出端子Rout原样输出的接收信 号(数字信号)由D/A转换器7转换成模拟信号，该模拟信号经由混合 电路8被输出到电话机9。然而，转换后的模拟信号的一部分在混合电路 8被反射。在混合电路8被反射的信号经由A/D转换器10被输入到发送 输入端子Sin。
输入到发送输入端子Sin的信号由加法器13适当去除回声分量，之 后被输入到双端通话检测器14、自适应滤波器18以及发送输出端子Sout。 从发送输出端子Scmt向IP网5输出信号。
输入到音调性判定器15的信号由音调性判定器15判定是否是音调 性信号。音调性判定器15在所输入的信号是音调信号的情况下，将用于 通知所输入的信号具有音调性的信号TON输出到信号类别判定器16，在 不是音调信号的情况下，将用于通知不具有音调性的信号TOFF输出到 信号类别判定器16。并且，音调性判定器15将输入信号原样输出到信号 类别判定器16。当输入到音调性判定器15的信号是拨号音时，通常，由 音调性判定器15判定为有音调性。
信号类别判定器16例如使用公知的FFT (快速傅里叶变换)或公知
的零交叉法等来分析输入信号的频率。以下，对采用零交叉法，即检测 输入信号与信号振幅的水平轴的交叉的方法的情况进行说明。
这里，将数字采样频率设定为16kHz。在该情况下，在输入信号波 形在同一方向零交叉的周期(间隔)的采样数T1满足下式(4)的情况下，判定为输入信号是400Hz的信号。
<formula>see original document page 21</formula>(4)
在式(4)中，40是16kHz/400Hz，是在输入信号是正弦波信号那样 的音调信号的情况下的同一方向(负到正或者正到负的任一方)的零交 叉的周期的采样数。并且，Ml是规定容许的误差范围的参数，例如可使 用5。例如，在从输入信号零交叉到下一次零交叉的采样数Tl大于等于 40—M1且小于等于40+M1时，判定为输入信号是400Hz的信号。
关于另一频率f的信号，零交叉的间隔为16000/f釆样，因而可以同 样地决定检测频率的公式。式(5)是用于判定是否是频率f的信号的公 式。
(<formula>see original document page 21</formula>(5)
信号类别判定器16根据从音调性判定器15所提供的通知具有音调 性的信号TON和通知不具有音调性的信号TOFF、以及通过频率分析而 得到的频率信息，来判定输入信号是否是已知的呼叫控制信号，在判定 为是呼叫控制信号时，将系数重置信号RST输出到系数控制器17和双端 通话检测器14。信号类别判定器16例如在被输入通知具有音调性的信号 TON、并且通过频率分析而得到的频率信息是规定频率(例如，400Hz 或2100Hz)时，输出系数重置信号RST。例如，在拨号音输入时，由于 具有规定频率400Hz，因而信号类别判定器16即使未进行拨号音的类别 的确定，也输出系数重置信号RST。
图6是示出呼叫控制信号(音调信号)和频率的关系的说明图。如 图6所示，拨号音(DT)、回拨音(RBT)、忙音(BT)等是400Hz的音 调信号，FAX通信开始音是2100Hz的音调信号。因此，信号类别判定器 16例如在内部存储器内存储有400和2100，在应用式(5)时，将所存 储的400或2100作为频率f读出，进行依照式(5)的判定。在图6中，示出了 2种规定频率，然而也可以记载3种以上的规定频率。
当系数控制器17被输入系数重置信号RST时，其将指示自适应滤 波器18的系数的清除的清除指示信号CL一T输出到自适应滤波器18。另 夕卜，系数控制器17在未被输入系数重置信号RST时，不输出清除指示信 号CL_T。接收到清除指示信号CL—T的自适应滤波器18清除滤波系数。 当清除指示信号CL—T未到来时，自适应滤波器18从初始状态重新执行 滤波系数的更新。
并且，清除指示信号CL_T信号如上所述也被提供给双端通话检测 器14。双端通话检测器14使用ERLE来进行双端通话的检测，然而当被 提供了清除指示信号CL一T时，清除内部状态。
如上所述，在第1实施方式的回声消除器中，当输入到接收输入端 子Rin的信号是拨号音(DT)等呼叫控制信号时，自适应滤波器18的系 数被清除。实际上，当电话机9侧的主叫侧说话者结束拨号操作、并且 人类语音信号在通话路径上开始流动时，从信号类别判定器16不输出系 数重置信号RST，由此，自适应滤波器18可从系数清除的期望的初始状态开始回声路径的估计，可迅速地执行回声路径估计。并且，双端通话 检测器14可使用从所清除的期望的初始状态开始收敛的自适应滤波器18 的抵消相加输出和来自接收输入端子Rin的输入信号来计算ERLE，实施 正确的双端通话检测。
〈A—3〉第1实施方式的效果
在第1实施方式的回声消除器中，检测在通话开始时等不可避免地 产生的呼叫控制信号，清除自适应滤波器的系数，并清除双端通话检测 器的内部状态。因此，根据第1实施方式的回声消除器，可防止由音调 信号(呼叫控制音调)引起的误收敛，可从期望的初始状态开始更新回 声消除器的自适应滤波器，可迅速地执行回声路径估计，可提供由双端 通话引起的性能恶化少的回声消除器。这里，即使在回声路径的初始延 迟短的情况下，也能实现无回声的良好通话。
《B》第2实施方式
参照
本发明的第2实施方式的回声消除器。第2实施方式的回声消除器解决了专利文献1的回声消除器的上述课题1、 2和3。第2实施方式的回声消除器解决了在第1实施方式的VoIP终端6内设置有 音调检测器(图5)的情况下产生的课题。另外，如果在以下那样的位置 未设置音调检测器，则第1实施方式有效地执行功能。
如图5 (第l实施方式)所示，在VoIP终端6内配置了回声消除器 12的情况下，在发送输出端子Sout的输出测，除了音调性判定器15以 外，往往设置有音调检测器(未作图示)。其原因是为了检测从电话机9 输入的推按钮信号(DTMF (Dial Tone Multi Frequency,拨号音多频率) 信号PB信号)等。
然而，当如第1实施方式的回声消除器12那样按如下动作将来自接收输入端子Rin的输出信号检测为音调信号，并重置回声消除器而不 进行回声消除，则会发生以下的不良情况。
例如，从接收输入端子Rin所输入的拨号音信号的一部分经由接收 输出端子Rout、 D/A转换器7、混合电路8以及A/D转换器10作为回声 yl被输入到发送输入端子Sin。如上所述，当从电话机9输出了作为推按 钮信号的DTMF信号sl时，回声yl和DTMF信号sl在混合电路8被相 加，并经由A/D转换器10被输入到回声消除器12内，在没有进行回声 消除的状态下被输出到发送输出端子Som。其结果，发生如下等不良情 况上述的音调检测器(未作图示)受到DTMF信号以外的多余的回声 信号yl妨碍而不能很好地检测推按钮编号。这种问题在未设想由上述的 回声引起的不良情况的VoIP终端频繁发生，并引起如下的现象在拿起 听筒并听到拨号音(嘟嘟音)的状态下，即使按下拨号按钮，也很难识 别电话号码。在最坏的情况下，发现不能打电话等严重问题。
根据第2实施方式的回声消除器，除了具有与第1实施方式的回声 消除器相同的效果以外，即使从接收输入端子Rin输入拨号音等的信号， 也能检测来自电话机9的推按钮信号。
〈B — l〉第2实施方式的结构
图7是示出本发明的第2实施方式的回声消除器12A及其周边设备 的结构的框图。在图7中，对与图5所示的结构相同或对应的结构附上
相同标号。
如图7所示，第2实施方式的回声消除器(EC) 12A与第l实施方 式一样具有加法器13，双端通话检测器(DTD) 14，音调性判定器15， 信号类别判定器16A，以及自适应滤波器(ADF) 18。并且，第2实施 方式的回声消除器12A不具有系数控制器17 (图5所示)，代之具有带 阻滤波器(NF) 21、 22。并且，图7所示的信号类别判定器16A进行与 图5所示的第1实施方式的信号类别判定器16稍有不同的处理。
第2实施方式的信号类别判定器16A不仅判定是否是呼叫控制信号， 还判定输入信号的具体的呼叫控制信号的类别。例如，信号类别判定器 16A将相同的400Hz的拨号音和忙音加以区别来判定。第2实施方式的 信号类别判定器16A例如将通过FFT等而获得的频谱图形与基准频谱图 形进行对照，或者在使动态范围一致后将输入信号的波形图形与基准波 形图形进行对照等，来判定呼叫控制信号的具体类别。当输入信号是音 调信号并获得了具体类别时，信号类别判定器16A将类别信息提供给带 阻滤波器21和22。
带阻滤波器21设置在发送输入端子Sin和加法器13之间。带阻滤 波器22设置在接收输入端子Rin和双端通话检测器14之间、以及接收 输入端子Rin和自适应滤波器18之间。
各带阻滤波器21、22在从信号类别判定器16A被提供了类别信息时， 阻止根据该类别信息所决定的频率分量的通过。即，带阻滤波器21、 22 是能使通过阻止频带等改变的带阻滤波器。 〈B—2〉第2实施方式的动作
下面，以与第1实施方式的回声消除器的不同点为中心来说明第2 实施方式的回声消除器12A的动作。
第2实施方式的信号类别判定器16A当判定出输入信号的具体类别 时，将其判定结果，即表示信号类别的信号KIND一TONE输出到带阻滤 波器21和22双方。在输入信号是音调信号以外的信号，即非音调信号 的情况下，信号类别判定器16A什么也不输出。
图8是信号类别判定器16A的判定结果和输出信号KINDJTONE的关系的说明图。信号类别判定器16A将表示图8所示的关系的信息存储 在内部，并输出具有与判定结果对应的值的信号KIND—TONE。在图8 中，KIND—TONE二l表示输入信号是拨号音(DT)， KIND_TONE=2表 示输入信号是回拨音(RBT)， KIND_TONE = 3表示输入信号是忙音(BT)， KIND—TONE=4表示输入信号是FAX通信开始音(FAX)。 KIND—TONE的值只要是表示频率和信号种类的值，则可以遵从任何体 系。尽管与图8不同，然而例如也可以将直接表示频率的数值400等直 接用作信号KIND—TONE的输出值。另外，在输入信号是非音调信号的 情况下，也可以输出具有表示是非音调信号的值(例如0)的信号 KIND—TONE 。
被输入信号类别判定信号KINDJTONE的各带阻滤波器21、 22分别 对输入信号实施公知的带阻滤波处理，以阻止与信号KIND—TONE对应 的频率。当没有信号KIND—TONE时，各带阻滤波器21、 22分别使输入 信号通过。
带阻滤波器21、 22可以从预先准备的多个滤波器，即阻止预定的频 率(例如400Hz)或其他频率的带阻滤波器中选择一个或多个来实现阻 止由信号KIND—TONE所指示的频率的滤波器。并且，带阻滤波器21、 22也可以根据所输入的频率适当地每次自适应地构成频率阻止滤波器。 作为自适应地实现带阻滤波器21、 22的方法，例如在信号KIND—ONE 指示的阻止频率是400Hz、并且采样频率是16kHz的情况下，将使输入 信号延迟40 (二16kHz/400Hz)个采样后的信号反转(相当于400Hz周 期)，并与无延迟的输入信号相加，从而可实现去除400Hz音调的滤波器。 这样，根据信号类别和频率的信息，只要能实现去除规定频率的滤波器， 就可以使用任何方法。如上所述，在带阻滤波器21、 22中，阻止与所输 入的信号类别对应的呼叫控制信号的通过。
来自带阻滤波器21的输出信号被输入到加法器13，适当地进行回 声去除。另一方面，来自带阻滤波器22的输出信号被输入到双端通话检 测器14和自适应滤波器14，适当地用于双端通话状态的检测和伪回声信 号y'的形成。
假如，当来自接收输入端子Rin的输入信号在信号类别判定器16A 中被判定为音调信号时，由于该音调信号被带阻滤波器22去除，因而就 等于什么也不输入到自适应滤波器18和双端通话检测器14。此时，即使 从电话机9向混合电路8输出DTMF信号sl，在带阻滤波器21中进行 了带阻后的信号也仅为信号sl，被输入到加法器13。另一方面，来自接 收输入端子Rin的音调信号被带阻滤波器22阻止，什么也不输入到自适 应滤波器18和双端通话检测器14。 g卩，此时，去往自适应滤波器I8的 输入信号x (n) =0，上述的式(1)可按式(6)来表示，系数更新实质 上停止。
hk(n + l) = hk(n) + 0 …(6)
并且，除了这种系数更新的控制以外，还有
N-1∑i=0X2>2(n-i) = 0
为使式(l)的右边不发散，当满足
N-1∑i=0X2>2(n-i)≤ MIN(dBmO) x积和数时停止更新。另外，
(dBm0的0dBm0基准值)=OdBmO 与公知的ITU—T (国际电信联盟通信部门)标准建议G711记载的一样。
例如，可应用MIN (dBm0) =—50 (dBm0)。但是，MIN (dBm0)不限于该值。
如上所述当使用带阻滤波器21、 22时，由于带阻滤波器21、 22阻止来自接收输入端子Rin的音调信号和由音调引起的回声，因而即使自适应滤波器18的系数更新在手续上执行相当长的时间，实质上更新量也为0，系数的值自身不更新且不变化。并且，由于参照输入是0的自适应滤波器18什么也不输出，因而不会向加法器13输出多余的伪回声y'。 因此，输入到加法器13的DTMF信号sl不受任何恶化，仅被去除回声yl而被输出到发送输出端子Sout。来自发送输出端子Sout的输出信号 (DTMF信号)在未作图示的音调检测器中被正确检测。
并且，由于没有由音调信号引起的误收敛，因而双端通话检测器14 的内部状态也不会被扰乱，可精度良好地进行继音调后的通常语音中的 双端通话检测，可消除回声。
〈B — 3〉第2实施方式的效果
如以上说明那样，根据第2实施方式的回声消除器，除了取得与第 1实施方式的回声消除器相同的效果以外，还能取得以下的效果。即使有 来自接收输入端子Rin的音调信号，并且所收容的电话机在相反方向输 出DTMF信号等音调信号，使用回声消除器输出的音调检测器也能正确 地识别DTMF信号而能打电话。并且，根据第2实施方式的回声消除器， 由于与回声路径的初始延迟的大小无关而没有音调信号中的误收敛，因
而双端通话检测器的内部状态也不会被扰乱，可精度良好地进行继音调 后的通常语音中的双端通话检测，可去除回声。
《C》第3实施方式
参照
本发明的第3实施方式的回声消除器。第3实施方式 的回声消除器要达到如下的目的当应用于发生内线交换的专用小交换 装置(PBX， Private Branch eXchange)连接那样的有回声路径切换的大 规模系统时，自动脱离不能消除回声的状态，实现无回声的通话。第3 实施方式的回声消除器是为了解决专利文献1的回声消除器的上述课题 1 4而提出的。
〈C一l〉第3实施方式的结构
图9是示出本发明的第3实施方式的回声消除器12B及其周边设备 的结构的框图。在图9中，对与图5或图7所示的结构相同或对应的结 构附上相同标号。
在图9中，第3实施方式的回声消除器12B设置在具有内线转送功 能的PBX6B中。PBX6B具有混合电路8 — 1、 8—2，其例如具有转送 前后的电话机9-l、 9一2，并进行4线2线转换；数字/模拟(D/A)转 换器7，其对去往电话机9一1或9一2的数字信号进行数字/模拟转换；
模拟/数字(A/D)转换器IO，其对电话机9一1或9一2输出的信号进行 模拟/数字转换；开关30—1，其将D/A转换器7的输出信号提供给混合 电路8 — 1或8—2;开关30—2，其将从混合电路8 —l或8—2所输出的 信号提供给A/D转换器10;以及第3实施方式的回声消除器12B。另外， 开关30 — 1和30—2连动进行切换动作。
如图9所示，第3实施方式的回声消除器(EC) 12B具有加法器 13，双端通话检测器(DTD) 14B，音调性判定器15B，信号类别判定器 16B，系数控制器17B，自适应滤波器(ADF) 18，带阻滤波器(NF) 21、 22，滤波器状态判定器31，以及回声消除量计算器(ACANC) 32。
加法器13、自适应滤波器18以及带阻滤波器21、 22与第2实施方 式相同。
第3实施方式的音调性判定器15B除了具有已述的实施方式的功能 以外，还能判定DTMF信号那样的2种合成音调信号。
第3实施方式的信号类别判定器16B利用音调性判定器15B的判定 结果，还能判定DTMF信号那样的2种合成音调信号的类别。信号类别 判定器16B还判定音调信号的结束。
回声消除量计算器32根据加法器13的输入输出信号，换句话说， 根据具有回声分量的输入信号和进行了回声去除动作后的输出信号来计 算回声消除量。
滤波器状态判定器31根据信号类别判定器16B的判定结果和回声消 除量计算器32的计算结果来判定自适应滤波器18的状态。
第3实施方式的系数控制器17B根据滤波器状态判定器31的判定结 果，决定自适应滤波器18的系数更新的停止和系数的清除等控制内容。
第3实施方式的双端通话检测器14B根据系数控制器17B的控制内 容和自身内的双端通话检测结果，控制对自适应滤波器18的系数更新。 〈C一2〉第3实施方式的动作
下面，说明第3实施方式的回声消除器12B的动作。以下，说明当 发生从被叫侧电话机9一1切换到被叫侧的另一电话机9一2的转送时的 情况。这里，由于该说明是发生转送前后的说明，因而假定未作图示的主叫侧电话机和被叫侧电话机9一1处于已暂时进行了通话的状态来进行 说明。
首先，从未作图示的主叫侧电话机所输出的语音信号在回声消除器12B的前一级的未作图示的A/D转换器中被转换成数字信号而被输入到 接收输入端子Rin。输入到接收输入端子Rin的信号被提供给带阻滤波器 22和音调性判定器15B，并从接收输出端子Rout原样输出而被输入到 D/A转换器7。
在D/A转换器7中被转换成模拟信号的信号经由开关30—1被输入 到混合电路8—1，经由该混合电路8—1被提供给电话机9一1，并且信 号的一部分被混合电路8 — 1反射，成为回声信号yl。回声信号yl经由 开关30—2被提供给A/D转换器10，再次被转换成数字信号而被输入到 回声消除器12B的发送输入端子Sin。
输入到发送输入端子Sin的信号被输入到带阻滤波器21。在各带阻 滤波器21、 22中，如后所述，去除与信号类别判定器16B的输出对应的 音调信号，将音调去除后的信号Sin一AC输出到回声消除量计算器32， 并输出到加法器13。加法器13将音调去除后的信号Sin—AC和伪回声y' 相加来去除回声。来自加法器13的输出信号res被输入到双端通话检测 器14B和回声消除量计算器32，并从发送输出端子Sout向未作图示的远 方的主叫侧电话机送出。
这里，说明回声消除量计算器32的动作。回声消除量计算器32例 如根据式(7)计算回声消除量ACANC (n)。在式(7)中，n表示是第 n次的计算值。
<formula>see original document page 29</formula>
在式(7)中，通过将对Sin—AC (n)禾卩res (n)的平方比进行了对 数计算后的结果乘以10，来计算回声消除量ACANC (n)。
然而，如果在把重点放在信号的粗略动作上并且为了监视缓慢的特 性变化，则如式(8)那样，也可以将Sin_AC (n)和res (n)按每规定采样数(例如，160个采样)进行收集，取其平方的总和后取双方的比，进行对数计算等。并且，也可以使用绝对值而不是平方。在式(8)中， M是要平均的采样数，例如可以是160等，然而不限于该采样数。 [算式6]
<formula>see original document page 30</formula>,
总之，只要是计算加法器13的前后信号的电平比或功率比的方法， 则回声消除量计算器32的计算方法可以是任何方法。根据式(7)获得 的回声消除量ACANC (n)是根据对数比计算加法器13的前后信号的平 方的结果，当来自加法器13的输出信号res随着回声消除器12B的收敛 而减小时，回声消除量ACANC (n)的值增大。作为回声消除量ACANC (n)的初始值可应用O，然而不限于此。回声消除量计算器32将计算出 的回声消除量ACANC (n)输入到滤波器状态判定器31。
在第3实施方式中，为了计算回声消除量，使用加法器13的前后信 号来通过回声消除量计算器32计算回声消除量，然而也可以采用别的方 法。例如，可以从接收输入端子Rin和接收输出端子Rout之间的任意1 点和紧接加法器13后面的点取信号，计算包含回声路径的衰减量的回声 衰减量。
从回声消除量计算器32将回声消除量ACANC (n)提供给滤波器 状态判定器31，并且，从信号类别判定器16B将后述的带阻滤波器控制 信号KIND—TONE和音调结束信号TEND提供给滤波器状态判定器31 。
以下，说明第3实施方式的音调性判定器15B和信号类别判定器16B 的动作。
音调性判定器15B的输出信号被输入到信号类别判定器16B。第3 实施方式的音调性判定器15B构成为除了第2实施方式的音调性判定器 的功能以外，还能判定DTMF信号，即2种合成音调信号。音调性判定 器15B预先将信号分为大致二个频带，以便能判定2种合成音调信号。
这是基于DTMF信号是通过将由高频构成的"高群"和由低频构成的"低 群"这2种音调进行合成而生成的。
在第3实施方式中，音调性判定器15B内置有为了分离"高群"而 将1000Hz至1700Hz设为通带的带通滤波器；为了分离"低群"而将600Hz 至980Hz设为通带的带通滤波器；以及在第1和第2实施方式中所说明 的为了分离400Hz附近的"呼叫控制信号群"而将0Hz至500Hz设为通带 的带通滤波器，音调性判定器15B构成为对由这些各带通滤波器进行了 频带分割后的信号进行基于与第1实施方式中所说明的相同的零交叉的 音调频率判定。
第3实施方式的信号类别判定器16B针对"呼叫控制信号群"的频带 的信号，如上述的第2实施方式那样判定信号类别(参照图8)，针对都 具有"高群"和"低群"的频带的信号，根据存储在内部的图10所示的输入、 判定结果和输出之间的关系信息，判定信号类别。另外，在检测出"呼叫 控制信号群"和"高群"的情况下，在检测出"呼叫控制信号群"和"低群"的 情况下，在检测出"呼叫控制信号群"、"高群"和"低群"的情况等下，也可 以处理成不是音调性信号，然而不限于此。
当信号类别判定器16B判定出信号类别时，将其判定结果，即表示 信号类别的信号KIND—TONE输出到带阻滤波器21、 22和滤波器状态判 定器31。信号KIND一TONE例如只要采用将识别信号的值(编号)和信 号种类如图8和图IO所示相关联起来等的、使频率和信号种类相关联起 来的方式，就可以使用任何值的体系。
在图8和图10的例子中，KIND—TONE=l时表示拨号音(DT)， KIND_TONE=5时表示DTMF信号的"l"。
从信号类别判定器16B被输入信号KIND—TONE的带阻滤波器21、 22分别对输入信号实施公知的带阻滤波处理，以阻止根据信号 KIND—TONE所决定的频率。带阻滤波器21、 22的动作与第2实施方式 相同，然而在第3实施方式的情况下，与第2实施方式的不同点是，当 信号KIND一TONE指示DFMF信号时，去除2种信号。例如，通过从为 了"高群"和"低群"用而预先准备的多个带阻滤波器中分别选择根据信号
KIND—TONE所决定的"高群"和"低群"用的滤波器(它们是纵连地连接)， 来进行与DTMF信号对应的频带去除。另夕卜，阻止DTMF信号的频带的 构成方法不限于该方法。
在第3实施方式的情况下，信号类别判定器16B还将信号 KIND一TONE输出到滤波器状态判定器31。并且，当来自音调性判定器 15B的信号从有音调性信号TON变化为无音调性信号TOFF时，信号类 别判定器16B将音调结束信号TEND输出到滤波器状态判定器31 。
滤波器状态判定器31根据来自信号类别判定器16B的输出信号 KIND—TONE和TEND、以及来自回声消除量计算器32的输出信号如下 进行动作。
当从信号类别判定器16未输入信号KIND—TONE时，即，在来自接 收输入端子Rin的输入信号不具有音调性的期间，滤波器状态判定器31 以预定的一定时间的间隔对来自回声消除量计算器32的输出信号进行更 新，同时进行保持。例如，每隔20ms执行更新保持，然而更新间隔不限 于此。
另一方面，当从信号类别判定器16B输入了信号KIND—TONE时， 滤波器状态判定器31将回声消除量计算器32的输出信号按下述分类为 条件1 条件4进行动作。
条件l: ACANC (n)〇E—ACANC (dB)
条件2: ACANC (n) <E—ACANC (dB)
另外，作为规定条件1和条件2的阈值参数E—ACANC，例如应用 20dB。然而，阈值参数E一ACANC的值不限于该值。
当条件l成立时，即，当回声消除量大时，滤波器状态判定器31把 督促自适应滤波器18的系数更新停止的信号ADP—STP输出到系数控制 器17B。系数控制器17B将信号ADP—STP经由双端通话检测器14B输 出到自适应滤波器18，停止自适应滤波器18的系数更新。
当音调信号的期间结束、并且来自信号类别判定器16B的信号TEND 被输入到滤波器状态判定器31时，滤波器状态判定器31暂时停止回声 消除量ACANC (n)的更新保持，等待下一次的回声消除量ACANC的更新期间到来。然后，当在回声消除量计算器32中重新计算回声消除量 ACANC (n+l)并且将其输出到滤波器状态判定器31时，滤波器状态判定器31进行回声消除量ACANC (n+l)与之前保持的ACANC (n) 的比较。即，将音调信号被输入到回声消除器12B前后的回声消除量 ACANC (.)进行比较。(.)表示任意的n。之后，继条件1之后执行后述的条件3、 4的判定，并执行与各自的结果对应的动作。
另一方面，当条件2成立时，即，当回声消除量小时，滤波器状态 判定器31不向系数控制器17B输出督促自适应滤波器18的系数更新停止的信号ADP_STP。
滤波器状态判定器31判定下述的条件3和4，并根据结果分别进行 动作。另外，作为条件3和4中的Al可应用3dB，作为A2可应用0dB，然而不限于此。
条件3: △2〈ACANC (n+l) <ACANC (n) —△l
条件4: ACANC (n+l) <△2
当条件3成立时，即，当被输入音调信号，而回声消除量与输入前相比相当小时，滤波器状态判定器31将系数更新督促信号ADP-F输出到系数控制器17B。
当条件4成立时，即，当由于进行回声消除动作而使回声消除量为负时，将系数重置信号ADP—RST输出到系数控制器17B。
另外，当条件3和条件4都不成立时，滤波器状态判定器31不将任何信号输出到系数控制器17B。
也可以取代上述的条件3而应用下述的条件3的变形例。条件3的变形例是取代下限固定值A2而利用ACANC (n)，上下设定余量范围。
条件3的变形例
ACANC (n) —△3〈ACANC (n+l) 〈ACANC (n) —△l
系数控制器17B在从滤波器状态判定器31被输入了系数重置信号 ADP一RST时，向双端通话检测器14B输出重置信号RST。该重置信号RST经由双端通话检测器14B被提供给自适应滤波器18，自适应滤波器 18在重置滤波系数后再次开始系数更新。这里，重置双端通话检测器14B
和自适应滤波器18双方，然而也可以仅重置自适应滤波器18。
并且，系数控制器17B在从滤波器状态判定器31被输入了系数更新 督促信号ADPF时，重置双端通话检测器14B,然而不重置自适应滤波 器18，进行控制以强制地执行系数更新动作。
在第3实施方式中，系数控制器17B经由双端通话检测器14B进行 自适应滤波器18的控制，然而系数控制器17B也可以分别控制自适应滤 波器18和双端通话检测器14B。
对第3实施方式的动作如何解决专利文献1的回声消除器中的课题 4进行说明。这里，如在课题项中所述，根据转送时刻的回声消除器的自 适应滤波器的收敛状态的良好与否和转送前后的回声路径特性的变化大 小的组合进行说明。
发生内线转送的最典型的例子是如下时的例子未作图示的远端说 话者(图9的主叫侧说话者)对推按钮进行转送用的操作(输出DTMF 信号)，之后，通过内部交换机(PBX) 6B的转送功能将被叫侧电话机从 电话机9一1变为电话机9一2。即，是操作用于指定与最初连接的电话机 9一1不同的电话机9一2的推按钮(内线编号等)，实际上与另一电话机 9一2再次连接的例子。
(内线转送例子A)
内线转送例子A是如下的例子自适应滤波器18的收敛不充分，转 送前后的混合电路8 — 1和8—2的响应特性几乎不变。
在转送前进行少许通话，由于语音而使自适应滤波器18处于收敛途 中。或者，在音调检测前的期间受到少许的系数干扰的情况下，适用于 该内线转送例子A。
在自适应滤波器18的收敛不充分时，远端说话者例如操作推按钮 (输入DTMF信号)等，请求与不同的电话机9—2的连接。
输入到接收输入端子Rin的DTMF信号被输入到带阻滤波器22和音 调性判定器15B，并且，从接收输出端子Rout原样输出，而提供给D/A 转换器7。
音调性判定器15B检测音调性。根据音调性判定器15B的输出从信号类别判定器16B输出信号KIND—TONE,在各带阻滤波器21、 22中阻 止与信号KINDJTONE对应的频率的通过。
其结果，由于在产生DTMF信号的期间DTMF信号被带阻滤波器 21阻止，因而成为与DTMF信号不被输入到自适应滤波器18和双端通 话检测器14B中时相同的状态。因此，即使DTMF信号被长时间输入到 接收输入端子Rin，自适应滤波器18的系数也不会被扰乱，然而系数收 敛不会在最佳状态下进行。
内线转送例子A是自适应滤波器18的收敛不充分时的例子，由于回 声消除量少，因而条件2成立(条件1成立时的情况在后面描述)。当 DTMF信号结束时，从信号类别判定器16B输出音调结束信号TEND。 接收到该信号TEND的滤波器状态判定器31将前一次保持的回声消除量 ACANC (n)与从回声消除量计算器32新输出的回声消除量ACANC (n + 1)进行比较。在该内线转送例子A的情况下，由于混合电路8—1的 特性和混合电路8—2的特性几乎相同，因而如果自适应滤波器18执行 系数更新，则<formula>see original document page 35</formula>
因此，系数控制器17B什么也不输出。
当条件1成立时，滤波器状态判定器31暂时经由系数控制器17B停 止自适应滤波器18的系数更新，然而条件1成立终究是指能使用DTMF 信号之前的语音信号来估计混合电路的特性的情况。由于内线转送例子A 是转送前后的混合电路8 — 1和混合电路8—2的特性相等时的例子，因 而期望的是自适应滤波器18直接进行系数更新，系数控制器17B什么也 不输出。其结果，自适应滤波器18和双端通话检测器14B如期望那样， 可进行通常的回声消除动作，可在音调信号产生前后没有回声恶化地进 行回声消除。
〔内线转送例子B )
内线转送例子B是如下例子自适应滤波器18的收敛不充分，在转 送前后混合电路8 — 1和8—2的特性改变。
在内线转送例子B中，以下动作之前的各部的动作与内线转送例子A的情况相同DTMF信号结束，从信号类别判定器16B输出音调结束 信号TEND,接收到该信号TEND的滤波器状态判定器31将前一次保持 的回声消除量ACANC (n)与从回声消除量计算器32新输出的回声消除 量ACANC (n+1)进行比较。
当从信号类别判定器16B被输入了信号KINDJTONE时，滤波器状 态判定器31根据来自回声消除量计算器32的输出，判定是条件1成立 或条件2成立。由于自适应滤波器18的收敛不充分，因而在该内线转送 例子B中，在大多数情况下，条件2成立(条件1成立时的情况在后面 描述)。
而且，在该内线转送例子B中，以转送为界，混合电路的响应特性 从不一致的混合电路8 — 1的特性变化为混合电路8—2的特性。即使自 适应滤波器18执行系数更新，回声路径估计的对象也从混合电路8—1 变化为混合电路8—2。当然，在自适应滤波器18中产生的伪回声是不适 当的，得到
ACANC (n+1) <ACANC (n)
在大多数情况下，得到
ACANC (n+1) <0
因此，滤波器状态判定器31的判定结果不管是条件1成立还是条件 2成立，之后的条件判定必定是条件3或4中的某一方。并且，双端通话检测器14B伴随急剧的回声消除量的恶化，而把路径变动后的回声误判 定为近端的说话者信号，把状态判定为双端通话，暂时停止自适应滤波器18的系数更新。
如上所述，滤波器状态判定器31判定接收来自信号类别判定器16B 的输出TEND前后的回声消除量ACANC的变化与条件3或条件4是否一致，首先，进行双端通话检测器14B的重置，解除双端通话检测器14B 的误判定。滤波器状态判定器31接下来进行自适应滤波器18的控制， 然而如下所述根据条件3和条件4改变控制。
a)条件3成立时
条件3成立表示回声消除量ACANC在规定的容许范围内恶化。因 此，虽然处于能消除少许回声的状态，然而为了进行最佳的回声路径估 计，期望的是进一步执行收敛。因此，滤波器状态判定器31将系数更新
督促信号ADP一F输出到系数控制器17B，更新自适应滤波器18的滤波 系数。
b)条件4成立时
在条件4中的参数A2例如是0dB的情况下，条件4成立表示回声消 除量ACANC为负，即，不仅回声消除失败，反而强调了回声。在该情 况下，为了进行最佳的回声路径估计，期望的是暂时废弃自适应滤波器 18的系数并执行再收敛动作。因此，系数控制器17B将系数重置信号 ADP—RST经由双端通话检测器14B输出到自适应滤波器18，重置滤波 系数后再次开始系数更新。另外，在第3实施方式中，经由双端通话检 测器14B重置自适应滤波器18，然而系数控制器17B也可以直接重置自 适应滤波器18。
由于进行与上述条件3和条件4对应的自适应滤波器18的控制，因 而即使混合电路的特性在转送前后发生变化，回声消除器12B也迅速地 再次跟随新连接的混合电路8—2的特性，因而可迅速地进行消除了回声 的通话。
(内线转送例子C 〕
内线转送例子C是如下的内线转送例子自适应滤波器18的收敛不 充分，在转送前后混合电路的特性几乎不变。在该内线转送例子C中， 由于自适应滤波器18的收敛充分，因而在滤波器状态判定器31中条件1 成立。已进行了估计的回声路径可无遗漏地估计语音频带，不仅语音信 号的回声，而且音调信号的回声当然也能消除。另一方面，由于回声消 除残差res也是大致为O，因而式(1)中的系数更新量也为0，例如即使 被输入音调信号，也与系数更新大致停止一样。
有例外情况当在长时间(例如1分钟)期间输入DTMF信号等时， 自适应滤波器18的系数逐渐受到破坏，在内线转送例子C中，只要能防 止这一情况即可。
正如已述的那样，滤波器状态判定器31、信号类别判定器16B以及带阻滤波器21、 22的组合承担该任务。当在从信号类别判定器16B输出 信号KIND_TONE的状态下条件1成立时，滤波器状态判定器31将督促 自适应滤波器18的系数更新停止的信号ADP_STP输出到系数控制器 17B，因而自适应滤波器18的系数更新停止，在转送后再次开始系数更 新，因而可没有问题地继续消除回声。
在内线转送例子C中，之后也进行与条件3和条件4对应的相同动 作，而在内线转送例子C中，可认为转送前后的混合电路的特性不变化。 因此，从响应特性的方面看，混合电路8—1和混合电路8—2大致相等， 因而只要DTMF信号的输入并非那么长时间，则自适应滤波器18的系数 就不会被扰乱，在转送前后，回声消除量ACANC不会恶化。因此，即 使回声消除器12B在该状态下继续动作，也没有任何问题。
并且，即使长时间输入DTMF信号，接收到信号类别判定器16B的 输出KIND_TONE的滤波器状态判定器31也防止了以后的自适应滤波器 18的系数扰乱。万一在音调类别的判定延迟、并且由于信号KINDJTONE 的输入而使滤波器状态判定器31进行的自适应滤波器18的系数更新停 止延迟的情况下，自适应滤波器18的系数虽然被扰乱，但在该情况下， 由于以转送为界回声消除量ACANC恶化，因而在DTMF信号结束后， 从信号类别判定器16B被输入了信号TEND的滤波器状态判定器31再次 以回声消除量ACANC的条件3、 4进行判定，以后，与内线转送例子A、 B的动作相同。即，在最坏情况下，在转送后，与所述的内线转送例子A、 B—样，可迅速地使自适应滤波器18再次收敛，可消除回声。
〔内线转送例子D)
内线转送例子D是如下的例子自适应滤波器18的收敛充分，以转 送为界混合电路的特性发生改变。在该内线转送例子中，由于在转送前 回声消除器12B充分收敛，因而条件1成立。
因此，如上所述，根据滤波器状态判定器31的输出，系数控制器 17B暂时停止自适应滤波器18的系数更新，然而在DTMF信号通过后， 条件3或条件4成立，因而再次开始自适应滤波器18的收敛，在转送后， 自适应滤波器18迅速地开始再收敛，可消除回声。
〈C—3〉第3实施方式的效果 如以上详细说明那样，根据第3实施方式的回声消除器，即使有来自接收输入端子的拨号音等音调信号，并且所收容的电话机在相反方向输出DTMF信号，使用回声消除器的输出的音调检测器也能正确地识别 DTMF信号、判别电话号码而打电话。并且，根据第3实施方式的回声 消除器，即使有通过推按钮操作的转送，也能迅速地执行回声路径的再 估计，由双端通话引起的性能恶化也少，即使在回声路径的初始延迟小 的情况下，也能迅速地进行再收敛，可实现无回声的良好通话。而且， 根据第3实施方式的回声消除器，即使应用于发生内线转送等的大规模 系统中，也不会发生由于内线转送而使回声消除性能恶化的情况，因而 可实现能提供优良的语音质量的回声消除器。
《D》第4实施方式
参照
本发明的第4实施方式的回声消除器。第4实施方式 的回声消除器解决在人与人之间的通话中，人的语音偶发性地具有音调 性的情况下所产生的课题。
〈D—l〉第4实施方式的结构
图11是示出本发明的第4实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。在图11中，对与图9所示的结构相同或对应的结构附上相同 标号。
如图11所示，第4实施方式的回声消除器12C与上述第3实施方式 的回声消除器的不同点是，具有信号分量判定器40而取代第3实施方式 的音调性判定器15B和信号类别判定器16B。关于其他方面，第4实施 方式的回声消除器与第3实施方式的回声消除器相同。
信号分量判定器40根据来自接收输入端子Rin的输入信号生成信号 KIND—TONE和信号TEND。关于信号生成方法在后面描述。
〈D—2〉第4实施方式的动作
以下，以第4实施方式的回声消除器与第3实施方式的回声消除器 的不同点为中心进行说明。
不管输入信号是已知的呼叫控制信号(例如，DT、 DTMF等)的类
别还是除此以外的类别，信号分量判定器40判定输入信号是否是宽带性
的信号(输入信号的分量跨越宽频带)。信号分量判定器40例如进行动 作以将不是呼叫控制信号的1500Hz等的音调信号等也判定为音调信号。
以下，说明信号分量判定器40中的判定方法。信号分量判定器40 例如对输入信号实施高速离散傅里叶变换(FFT),分解成各个单一频率 分量。例如，使用256点的FFT来将输入信号转换成频率分量。当把釆 样频率设定为16kHz并使用256点的FFT时，可针对输入信号的0 8kHz 的频带以128个分辨率来计算各频率分量，求出功率谱P—f (k)。在第4 实施方式中，把各功率谱中最小频率min一f的功率P_min_f视为噪声最低 频率功率水平，当满足下述的条件5时，视为"有频率分量"。
条件5: P—f (k) >P—min—f+5f
这里，5f是判定用偏置值，可应用15dB，然而不限于该值。K表示 是分解后的频率中的第几个频率，可取0芸k芸127的128个值。
信号分量判定器40使用内置的计数器对满足条件5的频率f (k)的 个数进行计数，当该计数结果C一F小于阈值参数TH一VOICE时，(即， 当C—F<TH—VOICE时)，将所输入的信号视为任意音调信号，将信号 KIND—TONE输出到滤波器状态判定器31。作为阈值参数TH—VOICE, 例如可应用4，然而不限于此。
在第4实施方式中，由于无需判定音调信号的类别，因而无需如第 1 第3实施方式那样，预先存储用于形成信号KIND—TONE的信息，并 参照该信息，问题只在于有无信号KIND—TONE的输出。
另外，当根据与带阻滤波器21、 22和滤波器状态判定器31的结构 之间的关系，有必要将编号赋予给信号KINDJTONE时，例如使用在上 述的图8和图10中未应用的编号。
在第4实施方式的情况下，由于未预先决定要检测的音调信号的频 率，因而可以将加进了频率信息的信号KIND—TONE提供给带阻滤波器 21、 22来使其进行滤波动作。
在从如上所述根据条件5检测音调信号的状态变化为不能进行检测 的状态时，信号分量判定器40将表示音调信号的结束的信号TEND输出到滤波器状态判定器31。
〈D — 3〉第4实施方式的效果
根据第4实施方式的回声消除器，可防止针对未分类为呼叫控制信 号的任意的音调信号(例如，在人与人之间的通话中的偶发的人的音调 性语音)的误收敛、以及紧接其后的回声消除器的误动作。
输入任意的音调信号的现象例如在以下非常罕见的情况下发生作 为一方说话者或双方说话者的背景音，以与说话者语音相同的水平播放 音乐的情况，说话者在通话中进行唱歌、并且说话者个人的语音频率特 性异常地具有音调性等的情况。而且，由于产生的音调性的频率不限于 呼叫控制音调的频率，而是任意的，因而不能参照已知的频率表。第4
实施方式的回声消除器设置有信号分量判定器40,即使频率是任意的， 也检测输入信号的音调性，在检测结果后，与第3实施方式的回声消除 器一样，控制自适应滤波器和双端通话检测器。因此，根据第4实施方
式的回声消除器，可防止自适应滤波器的误收敛，即使回声路径的初始 延迟小也能迅速地从误收敛的状态恢复，双端通话检测器也能从误判定 的状态恢复，其结果，可继续消除回声而不会恶化。
《E》第5实施方式
参照
本发明的第5实施方式的回声消除器。第5实施方式 的回声消除器比起上述第3和第4实施方式的回声消除器可减小硬件规 模。
〈E—l〉第5实施方式的结构
图12是示出本发明的第5实施方式的回声消除器及其周边设备的结 构的框图。在图12中，对与图9所示的结构相同或对应的结构附上相同 标号。如图12所示，第5实施方式的回声消除器12D与上述第3实施方 式的回声消除器的不同点在于，第5实施方式的回声消除器12D未设置 有第3实施方式中的带阻滤波器21、 22，以及信号类别判定器16D的功 能与上述第3实施方式不同。
〈
E—2〉第5实施方式的动作
以与第3实施方式的回声消除器的动作的不同点为中心来说明第5
实施方式的回声消除器12D的动作。
对在被叫侧电话机9一1、 9一2之间发生转送时的情况迸行说明。由 于该说明是发生转送前后的说明，因而假定未作图示的主叫侧电话机和 被叫侧电话机9一1处于在进行通话的状态来进行说明。
当音调性判定器15B的输出从用于通知具有音调性的信号TON切换 到用于通知不具有音调性的信号TOFF时，信号类别判定器16D将表示 音调信号的结束的信号TEND输出到滤波器状态判定器31。
滤波器状态判定器31在接收到来自信号类别判定器16D的输出 TEND时，与第3实施方式一样，进行上述的条件1 条件4的判定，根 据判定结果，将系数控制用的信号ADP—F、 ADP一STP或者ADP_RST输 出到系数控制器17B，控制自适应滤波器18的系数更新。在进行这样的 控制时以外，自适应滤波器18遵从双端通话检测器14B的系数更新控制。
以下，说明转送时的动作，与己述的实施方式不同，在第5实施方 式中，由于无需对混合电路的响应特性的变动以及自适应滤波器的收敛 状态的良好与否进行细分，因而集中说明。
在转送前进行少许通话，由于语音而使自适应滤波器18处于收敛途 中。此时，未作图示的远端说话者输入DTMF信号等来请求与不同的电 话机的连接。
输入到接收输入端子Rin的DTMF信号被输入到音调性判定器15B， 并保持原样通过接收输出端子Rout而被输入到D/A转换器7。此时，音 调性判定器15B检测输入信号的音调性，而信号类别判定器16D在该时 刻什么也不输出。因此，滤波器状态判定器31也不进行任何动作，自适 应滤波器18继续进行系数更新，消除由音调引起的回声。此时，如上所 述，自适应滤波器18的系数与回声路径的特性不同，然而被更新为能良 好地消除音调的系数。因此，加法器13的输出减小，ERLE具有大的值。
然后，当音调信号的输入结束时，信号类别判定器16D将音调结束 信号TEND输出到滤波器状态判定器31 。
接收到音调结束信号TEND的滤波器状态判定器31将前一次保持的 回声消除量ACANC (n)与从回声消除量计算器32新输出的回声消除量ACANC (n+l)进行比较。在本例子的情况下，若假定混合电路(Hl) 8 — 1的特性与混合电路(H2)8—2的特性相同，则与音调结束信号TEND 的前后的收敛状态无关，在信号TEND被输入的时刻，自适应滤波器18 的系数以适合于仅消除音调信号的方式受到扰乱，由于之后的通常语音 信号中的回声消除量而使条件2、条件3或条件4成立。此时，根据条件 3或条件4，如第3实施方式那样，执行双端通话检测器14B和自适应滤 波器18的再更新。
并且，条件l成立是如下的情况在信号TEND的输入定时前后， 由于DTMF信号而使系数不怎么受到扰乱，在之后的语音信号中也能充 分消除回声，因而该情况仅在事先的自适应滤波器18的收敛充分、混合 电路的特性没有变化的内线转送例子C中产生。此时，期望的是自适应 滤波器18仍然进行系数更新，由于系数控制器17B什么也不输出，因而 自适应滤波器18和双端通话检测器14B如期望那样，可进行通常的回声 消除动作，可在音调信号产生前后没有回声恶化地进行回声消除。 〈E—3〉第5实施方式的效果 在第5实施方式的回声消除器中，尽管不能将音调信号的扰乱防止 于未然，然而在转送发生时在大多数情况下都重置自适应滤波器的系数， 重置双端通话检测器而不阻碍再次开始的系数更新，不管回声路径的初 始延迟的大小如何，可进行再收敛。因此，根据第5实施方式的回声消 除器，尽管一瞬间伴有回声产生，然而可从误收敛的状态立即恢复而开 始再收敛，由于无需预先准备多个带阻滤波器，因而可将回声消除器的 硬件规模减小相应部分。 《E》其他实施方式 可以将上述各实施方式的技术思想中的能组合的技术思想进行组合 来构成回声消除器。
在上述第3和第4实施方式中，为了计算回声消除量ACANC (n)， 使用了计算加法器13的输入端和输出端的信号的平方比的回声消除量计 算器32，然而也可以使用加法器13的输出信号和接收输入端子Rin的输 出信号、或者加法器13的输出信号和接收输出端子Rout的输入信号。在该情况下，只要釆用将回声路径自身具有的衰减量加到在第3和第4实施方式中所说明的值A1和A2上等方法即可。
并且，在上述第4实施方式中，对在信号分量判定器40中利用FFT 来检测任意音调频率的方法作了说明，然而不限于利用FFT的方法。可 以采用FFT以外的方法来检测任意音调频率。
而且，在上述第2 第4实施方式中，示出具有2个带阻滤波器， 然而只要是在自适应滤波器的输入级具有带阻滤波器的结构，就可以采 用其他结构。
而且，在上述各实施方式的说明中，对各构成要素由硬件构成的情 况作了说明，然而可以使用软件实现一部分构成要素。
另外，说明了在上述第1和第2实施方式中，回声消除器安装在VoIP 终端上，并且在上述第3 第5实施方式中，回声消除器安装在PBX上 的情况，然而安装有本发明的回声消除器的装置不限于此。
权利要求
1.一种回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号；回声消除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调性判定单元，其判定所述远端输入信号是否是音调性信号；以及系数控制单元，当所述音调性判定单元判定为所述远端输入信号是音调性信号时，该系数控制单元重置所述自适应滤波器的系数。
2. 根据权利要求1所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除器 具有双端通话检测单元，该双端通话检测单元检测远端说话者和近端说 话者的双端通话状态，当所述音调性判定单元判定为所述远端输入信号是音调性信号时， 所述系数控制单元清除所述双端通话检测单元的内部状态。
3. —种回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有 自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号； 回声消除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号； 音调类别判定单元，其判定所述远端输入信号是否是规定类别的音调信号；回声消除量计算单元，其计算关于从所述回声消除单元所输出的信 号的回声消除量；以及音调输入时系数控制单元，当所述音调类别判定单元判定为远端输 入信号是规定类别的音调信号时，所述音调输入时系数控制单元根据针 对所述回声消除量的规定条件的成立，停止所述自适应滤波器的系数更 新。
4. 根据权利要求3所述的回声消除器，其特征在于，所述音调输入 时系数控制单元使用的规定条件是此时的所述回声消除量大于等于预定 的阈值的条件。
5. 根据权利要求3所述的回声消除器，其特征在于，所述音调类别判定单元在判断为远端输入信号是规定类别的音调信号时，还捕捉该音 调信号的结束，所述音调输入时系数控制单元将在所述音调类别判定单元判定为音 调信号结束的定时前后的回声消除量进行比较，根据该比较结果，重置 所述自适应滤波器的系数后使系数更新再次开始，或者不重置所述自适 应滤波器的系数而强制地使系数更新再次开始。
6. 根据权利要求5所述的回声消除器，其特征在于， 在把所述音调类别判定单元判定为音调信号结束的定时前后的回声消除量分别设定为ACANC (n)和ACANC (n+l)，并把预定的阈值设 定为A1和A2时，当条件式△2<ACANC (n+l) <ACANC (n) —△l成立时，所述音调输入时系数控制单元不重置所述自适应滤波器的 系数而强制地使系数更新再次开始， 当条件式ACANC (n+l) <△2成立时，所述音调输入时系数控制单元重置所述自适应滤波器的系 数后使系数更新再次开始。
7. 根据权利要求5所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除器 具有双端通话检测单元，该双端通话检测单元计算远端输入信号和回声 消除残差的功率比即ERLE，来检测双端通话状态，所述音调输入时系数控制单元将所述音调类别判定单元判定为音调 信号结束的定时前后的回声消除量进行比较，根据该比较结果，重置所 述自适应滤波器的系数后使系数更新再次开始，或者不重置所述自适应 滤波器的系数而强制地使系数更新再次开始，与此同时重置所述双端通 话检测单元。
8. 根据权利要求3所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除器 具有第1带阻滤波器，该第1带阻滤波器设置在所述自适应滤波器的输 入级，当所述音调类别判定单元判定为远端输入信号是规定类别的音调 信号时，该第1带阻滤波器从去往所述自适应滤波器的远端输入信号中去除被判定的规定类别的音调信号的频率分量。
9. 根据权利要求8所述的回声消除器，其特征在于，将通过了所述第1带阻滤波器的近端输入信号输入到所述双端通话检测单元。
10. 根据权利要求8所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除 器具有第2带阻滤波器，该第2带阻滤波器设置在所述回声消除单元的 输入级，当所述音调类别判定单元判定为远端输入信号是规定类别的音 调信号时，该第2带阻滤波器从去往所述回声消除单元的近端输入信号 中去除被判定的规定类别的音调信号的频率分量。
11. 根据权利要求3所述的回声消除器，其特征在于，所述回声消 除器应用判定远端输入信号是否是任意的音调信号的任意音调判定单 元，来取代判定远端输入信号是否是规定类别的音调信号的所述音调类 别判定单元。
12. 根据权利要求ll所述的回声消除器，其特征在于，当把作为针 对远端输入信号的K个频率分量的功率的功率谱设定为P一f (k) (k= 1，…，K)，把作为各功率谱P—f (k)中最小频率的功率的噪声最低频率功率水 平设定为P—min一f，以及 把偏置值设定为Sf时，所述任意音调判定单元对满足P一f (k) 〉P一min一f+Sf的频率f (k) 的个数进行计数，并在计数结果小于预定的阈值时判定为是任意的音调 信号。
13. —种回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有-自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号； 回声消除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调类别判定单元，其判定所述远端输入信号是否是规定类别的音 调信号；以及第1带阻滤波器，其设置在所述自适应滤波器的输入级，当所述音 调类别判定单元判定为所述远端输入信号是规定类别的音调信号时，该 第1带阻滤波器从去往所述自适应滤波器的远端输入信号中去除被判定 的规定类别的音调信号的频率分量。
14. 根据权利要求13所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除 器具有双端通话检测单元，该双端通话检测单元检测远端说话者和近端 说话者的双端通话状态，向所述双端通话检测单元输入通过了所述第1带阻滤波器的近端输 入信号。
15. 根据权利要求13所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有回声消除单元，其从近端输入信号中减去来自所述自适应滤波器的伪回声信号；以及第2带阻滤波器，其设置在所述回声消除单元的输入级，当所述音 调类别判定单元判定为远端输入信号是规定类别的音调信号时，所述第2 带阻滤波器从去往所述回声消除单元的近端输入信号中去除所判定的规 定类别的音调信号的频率分量。
16. —种回声消除器，其特征在于，该回声消除器具有 自适应滤波器，其根据远端输入信号生成伪回声信号；回声消除单元，其从近端输入信号中减去所述伪回声信号；音调结束判定单元，其检测出所述远端输入信号是音调信号，还捕捉该音调信号的结束；回声消除量计算单元，其计算关于从所述回声消除单元所输出的信 号的回声消除量；以及音调结束时系数控制单元，当所述音调结束判定单元判定为音调信 号结束时，所述音调结束时系数控制单元根据针对所述回声消除量的规 定条件的成立，停止所述自适应滤波器的系数更新。
17. 根据权利要求16所述的回声消除器，其特征在于，所述音调结 束时系数控制单元使用的规定条件是此时的回声消除量大于等于预定的 阈值的条件。
18. 根据权利要求16所述的回声消除器，其特征在于，所述音调结 束时系数控制单元将所述音调结束判定单元判定为音调信号结束的定时 前后的回声消除量进行比较，根据该比较结果，重置所述自适应滤波器 的系数后使系数更新再次开始，或者不重置所述自适应滤波器的系数而 强制地使系数更新再次开始。
19. 根据权利要求18所述的回声消除器，其特征在于， 在把所述音调结束判定单元判定为音调信号结束的定时前后的回声消除量分别设定为ACANC (n)和ACANC (n+l)，并把预定的阈值设 定为A1和A2时，当条件式Δ2<ACANC (n+l) <ACANC (n) —Δl成立时，所述音调结束时系数控制单元不重置所述自适应滤波器的 系数而强制地使系数更新再次开始， 当条件式ACANC (n+l) <Δ2成立时，所述音调结束时系数控制单元重置所述自适应滤波器的系 数后使系数更新再次开始。
20. 根据权利要求18所述的回声消除器，其特征在于，该回声消除 器具有双端通话检测单元，该双端通话检测单元计算远端输入信号和回 声消除残差的功率比即ERLE，来检测双端通话状态，所述音调结束时系数控制单元将所述音调结束判定单元判定为音调 信号结束的定时前后的回声消除量进行比较，根据该比较结果，重置所 述自适应滤波器的系数后使系数更新再次开始，或者不重置所述自适应 滤波器的系数而强制地使系数更新再次开始，与此同时重置所述双端通 话检测单元。
全文摘要
即使输入音调信号也能在以后的对话中减少回声感。在本发明的回声消除器中，判定远端输入信号是否是呼叫控制用的音调信号，在是的情况下，重置自适应滤波器的系数。在另一方式的回声消除器中，判定远端输入信号是否是规定类别的音调信号，当结果为肯定时，在回声消除量小于等于阈值时，停止自适应滤波器的系数更新。并且，当音调信号结束时，将结束前后的回声消除量进行比较，根据比较结果，重置自适应滤波器的系数后使系数更新再次开始，或者不重置自适应滤波器的系数而使系数更新再次开始。而且，在自适应滤波器和回声消除用的加法器的输入级设置有去除音调信号的频率分量的带阻滤波器。
文档编号H04M1/60GK101346897SQ20068004899
公开日2009年1月14日 申请日期2006年11月24日 优先权日2005年12月22日
发明者高田真资 申请人:冲电气工业株式会社