JPH0946277A - Echo canceller - Google Patents

Echo canceller

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JPH0946277A
JPH0946277A JP20848095A JP20848095A JPH0946277A JP H0946277 A JPH0946277 A JP H0946277A JP 20848095 A JP20848095 A JP 20848095A JP 20848095 A JP20848095 A JP 20848095A JP H0946277 A JPH0946277 A JP H0946277A
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echo
adaptive filter
signal
echo canceller
output
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Norio Nomura
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an echo canceller capable of removing an echo quickly and high-accurately. SOLUTION: The echo canceller is provided with an adaptive filter 4 subtracting an echo estimate from a transmission signal and a nonlinear processor 7 removing a remaining echo included in the output signal from the adaptive filter. The correction coefficient of the coefficient update of the adaptive filter 4 is controlled by a coefficient controller 6 based on a transmitted signal inputted from the adaptive filter and the output signal of the adaptive filter. The correction coefficient of the coefficient update of the adaptive filter is controlled in compliance with the state of the adaptive filter so that a probable accuracy or a converging speed at the adaptive filter can be given preference in confomity with the state of the adaptive filter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電話通信等に利用され
るエコーキャンセラに関し、特に、エコー抑圧性能を向
上させたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an echo canceller used for telephone communication or the like, and more particularly to an echo canceller having improved echo suppression performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】加入者線が2線、中継線が4線の伝送路
で構成される電話回線では、加入者線と中継線との接続
部にハイブリッドを導入してインピーダンスの整合を図
っているが、このインピーダンス整合が不完全である
と、受信信号の一部が4線式回線を通して送信側に漏れ
る、いわゆるエコーが発生する。エコーキャンセラは、
こうしたエコーを抑制する動作を行なう。
2. Description of the Related Art In a telephone line composed of a transmission line having two subscriber lines and four relay lines, a hybrid is introduced at a connecting portion between the subscriber line and the relay line to achieve impedance matching. However, if this impedance matching is incomplete, a so-called echo occurs in which a part of the received signal leaks to the transmitting side through the 4-wire line. Echo canceller
The operation of suppressing such echo is performed.

【0003】近年、ディジタル信号処理技術の進歩によ
り、エコーキャンセラはより高性能のものが開発されて
いる。
In recent years, with the progress of digital signal processing technology, higher performance echo cancellers have been developed.

【0004】以下に従来のエコーキャンセラについて説
明する。
A conventional echo canceller will be described below.

【0005】図18は従来の電話回線用のエコーキャン
セラの使用例を示すものである。ディジタルの受信信号
Rin(n)が入力し、ディジタルの送信信号Sout
(n)を出力するエコーキャンセラ205と、エコーキャ
ンセラ205から出力されたディジタル信号Rout(n)を
アナログ信号ARoutに変換するDA変換器204と、2線
−4線間のインピーダンス整合を図るハイブリッド202
と、アナログ送信信号ASinをディジタル信号Sin
(n)に変換するAD変換器203とは中継局側の装置で
あり、2線式の電話機200は2線式伝送路201を介してハ
イブリッド202に接続されている。
FIG. 18 shows an example of use of a conventional echo canceller for telephone lines. The digital reception signal Rin (n) is input and the digital transmission signal Sout is input.
(N) The echo canceller 205, the DA converter 204 that converts the digital signal Rout (n) output from the echo canceller 205 into the analog signal ARout, and the hybrid 202 that achieves impedance matching between two lines and four lines
And the analog transmission signal ASin to the digital signal Sin
The AD converter 203 for converting into (n) is a device on the relay station side, and the 2-wire type telephone 200 is connected to the hybrid 202 via the 2-wire type transmission line 201.

【0006】エコーキャンセラ205は、電話機200からの
送信信号がある状態(ダブルトーク状態)を検出するダ
ブルトーク判定器206と、受信信号Rin(n)を基に送
信信号Sout(n)に含まれるエコーを取り除く適応フ
ィルタ207と、適応フィルタ207で取り切れなかった残留
エコーを抑圧するノンリニアプロセッッサ(NLP)20
8とを備えている。
The echo canceller 205 is included in the transmission signal Sout (n) based on the reception signal Rin (n) and the double talk determination unit 206 for detecting a state (double talk state) of the transmission signal from the telephone 200. An adaptive filter 207 that removes echo, and a non-linear processor (NLP) 20 that suppresses residual echo that cannot be removed by the adaptive filter 207.
8 and.

【0007】エコーキャンセラ205は、ディジタルの受
信信号Rin(n)をそのまま出力し、このディジタルの
受信信号Rout(n)は、DA変換器204でアナログの受
信信号ARoutに変換される。受信信号ARoutはハイブ
リッド202により、2線式の伝送路201に出力され、電話
機200はこの信号を受信する。また、電話機200より送信
された信号は2線式の伝送路201に出力され、ハイブリ
ッド202がこの信号を送信信号ASinとして出力する。
電話機200とハイブリッド202との間の2線式伝送路201
は、受信信号と送信信号の双方向の信号を伝送する。ハ
イブリッド202は、2線式の信号と4線式の信号の変換
を行なう。ハイブリッド202の出力ASinは、AD変換
器203により、デジタルの送信信号Sin(n)に変換さ
れてエコーキャンセラ205に入力する。
The echo canceller 205 outputs the digital reception signal Rin (n) as it is, and the digital reception signal Rout (n) is converted by the DA converter 204 into an analog reception signal ARout. The reception signal ARout is output to the two-wire type transmission line 201 by the hybrid 202, and the telephone 200 receives this signal. Further, the signal transmitted from the telephone 200 is output to the two-wire type transmission line 201, and the hybrid 202 outputs this signal as a transmission signal ASin.
Two-wire transmission line 201 between the telephone 200 and the hybrid 202
Transmits a bidirectional signal of a reception signal and a transmission signal. The hybrid 202 converts a 2-wire type signal and a 4-wire type signal. The output ASin of the hybrid 202 is converted into a digital transmission signal Sin (n) by the AD converter 203 and input to the echo canceller 205.

【0008】しかし、ハイブリッド202の性能は十分で
ないため、受信信号ARoutの一部がハイブリッド202の
出力ASinに漏れて、これがエコー信号Aechoとなる。
エコーキャンセラ205は、このエコー信号を送信信号Si
nから取り除く働きをする。
However, since the performance of the hybrid 202 is not sufficient, part of the received signal ARout leaks to the output ASin of the hybrid 202, and this becomes the echo signal Aecho.
The echo canceller 205 transmits this echo signal to the transmission signal Si.
acts to remove from n.

【0009】エコーキャンセラ205は、電話機200からの
送信信号が無く、Sin信号にRout信号からのエコーの
みがある状態(シングルトーク状態)において、エコー
経路のインパルス応答を推定する。ダブルトーク判定器
206は、電話機200からの送信信号があるダブルトーク状
態を検出する。そして、ダブルトーク状態では、 c(n)=0 シングルトーク状態では、 c(n)=1 の信号を適応フィルタ207に出力し、適応フィルタ207は
c(n)=1のときにエコー経路のインパルス応答を推
定する。
The echo canceller 205 estimates the impulse response of the echo path in a state where there is no signal transmitted from the telephone 200 and only the echo from the Rout signal is present in the Sin signal (single talk state). Double talk judge
206 detects a double talk state in which there is a transmission signal from telephone 200. In the double talk state, c (n) = 0 In the single talk state, the signal of c (n) = 1 is output to the adaptive filter 207, and the adaptive filter 207 outputs the signal of the echo path when c (n) = 1. Estimate the impulse response.

【0010】適応フィルタ207は、図19に示すよう
に、信号d(n)からエコー推定値y(n)を減算して
信号e(n)を出力する減算器209と、信号e(n)に
修正係数μ(n)を乗算する乗算器229と、入力信号x
(n)を順次遅延させる遅延器219〜221と、乗算器229
の出力と遅延器219〜221の出力する過去の入力信号x
(n)、x(n−1)、x(n−N+2)、x(n−N
+1)とを乗算する乗算器212、214、218と、乗算器21
2、214、218の出力を用いて更新したエコー経路のイン
パルス応答の推定値hi(n)(0≦i<N)と遅延器
219〜221の出力する過去の入力信号x(n−i)とを乗
算する乗算器211、213、215、217と、各乗算器211、21
3、215、217の出力を加算してエコー推定値y(n)を
出力する加算器210と、入力信号x(n)のパワーを求
めるために遅延器219〜221の出力を2乗する2乗計算器
222〜225と、2乗計算器222〜225の出力を加算する加算
器226と、定数αを加算器226の出力で除算する除算器22
7と、除算器227の出力にダブルトーク判定器206の出力
c(n)を乗算して修正係数μ(n)を出力する乗算器
228とを備えている。なお、nは信号のサンプル数を表
し、Nは応答フィルタ207のタップ数を表している。
As shown in FIG. 19, the adaptive filter 207 subtracts the echo estimation value y (n) from the signal d (n) and outputs a signal e (n), and a signal e (n). A multiplier 229 that multiplies the correction coefficient μ (n) with the input signal x
Delay units 219 to 221 for sequentially delaying (n) and a multiplier 229
Output and the past input signal x output from the delay devices 219 to 221
(N), x (n-1), x (n-N + 2), x (n-N)
+1) and multipliers 212, 214, 218 and a multiplier 21
Estimated value hi (n) (0 ≦ i <N) of the echo response of the echo path updated using the outputs of 2, 214, and 218 and the delay device
Multipliers 211, 213, 215 and 217 for multiplying the past input signals x (n-i) output from 219 to 221 and the respective multipliers 211 and 21.
An adder 210 for adding the outputs of 3, 215 and 217 to output an echo estimated value y (n) and a square of the outputs of the delay devices 219 to 221 to obtain the power of the input signal x (n) 2 Multiplier calculator
222 to 225, an adder 226 that adds the outputs of the square calculators 222 to 225, and a divider 22 that divides the constant α by the output of the adder 226.
7 and a multiplier for multiplying the output of the divider 227 by the output c (n) of the double talk determiner 206 and outputting a correction coefficient μ (n)
228 and. Note that n represents the number of signal samples, and N represents the number of taps of the response filter 207.

【0011】この適応フィルタ207では、エコーの推定
値y(n)が、インパルス応答の推定値hi(n)とx
(n−i)との畳込み演算により、次のように計算され
る。 y(n)=Σ hi(n)×x(n−i) (但し、Σはiを0からN−1まで加算) 減算器209は、信号d(n)からエコー推定値y(n)
を減算し、次式によってエコー成分を打ち消す。 e(n)=d(n)−y(n) また、インパルス応答の推定値hi(n)は以下のよう
に更新される。
In this adaptive filter 207, the estimated value y (n) of the echo is equal to the estimated value hi (n) of the impulse response and x.
It is calculated as follows by the convolution operation with (n−i). y (n) = Σ hi (n) × x (n−i) (where Σ adds i from 0 to N−1) The subtractor 209 calculates the echo estimated value y (n) from the signal d (n).
Is subtracted, and the echo component is canceled by the following equation. e (n) = d (n) -y (n) Further, the estimated value hi (n) of the impulse response is updated as follows.

【0012】hi(n+1)=hi(n) + μ(n)
× e(n)× x(n−i)(0≦i<N) 修正係数μ(n)は次式で計算される。
Hi (n + 1) = hi (n) + μ (n)
× e (n) × x (n−i) (0 ≦ i <N) The correction coefficient μ (n) is calculated by the following equation.

【0013】μ(n)={α ×c(n)}/{Σ x
(n−i)×x(n−i)} (但し、Σはiを0からN−1まで加算) ここで、αは定数であり0<α<2である。また、ダブ
ルトーク状態ではc(n)=0となり、インパルス応答
の推定値hi(n)は保持される。
Μ (n) = {α × c (n)} / {Σ x
(N−i) × x (n−i)} (where Σ adds i from 0 to N−1) where α is a constant and 0 <α <2. Further, in the double talk state, c (n) = 0 and the estimated value hi (n) of the impulse response is held.

【0014】 hi(n+1)=hi(n) (0≦i<N)。Hi (n + 1) = hi (n) (0 ≦ i <N).

【0015】こうして、適応フィルタ207により、入力
信号d(n)からエコーの推定値y(n)が取り除か
れ、エコー成分の抑制された信号e(n)が出力され
る。しかし、実際には、e(n)には以下のような理由
で残留エコーが残ってしまう。 (1)インパルス応答の推定値の収束が十分でない。 (2)エコー経路の伝達関数が線形でない。 (3)量子化器では量子化雑音がある。
Thus, the adaptive filter 207 removes the estimated value y (n) of the echo from the input signal d (n), and outputs the signal e (n) in which the echo component is suppressed. However, in reality, residual echo remains in e (n) for the following reason. (1) The convergence of the estimated value of the impulse response is not sufficient. (2) The transfer function of the echo path is not linear. (3) There is quantization noise in the quantizer.

【0016】このe(n)の残留エコー成分を取り除く
働きをするのがNLP208である。従来のNLP208は、
図20に示すように、センタクリップ関数の入出力特性
を有している。このNLP208にレベルの小さい信号a
が入力すると、クリップされて出力Sout(n)は0と
なる。一方、レベルの大きい信号bが入力すると、信号
cの形で出力される。通常、残留エコーのレベルは電話
機からの送信信号のレベルに比べて微小であり、NLP
208は、この微小な入力信号のときに出力を0にして、
残留エコーを取り除いている。
The NLP 208 functions to remove the residual echo component of this e (n). The conventional NLP208 is
As shown in FIG. 20, it has an input / output characteristic of a center clip function. This NLP208 has a low level signal a
Is input, the output is clipped and the output Sout (n) becomes 0. On the other hand, when the signal b having a high level is input, it is output in the form of the signal c. Normally, the level of residual echo is very small compared to the level of the signal transmitted from the telephone, and
208 sets the output to 0 when this minute input signal,
The residual echo is removed.

【0017】図21にエコーキャンセラのモデルを示し
ている。受信信号にエコー経路の伝達関数230を乗算し
たエコーが送信側に入り、加算器231が送信信号とエコ
ーとを加算する。加算器232は、加算器231の出力にさら
にノイズn(n)を加算して、信号s(n)を出力す
る。
FIG. 21 shows a model of the echo canceller. The echo obtained by multiplying the reception signal by the transfer function 230 of the echo path enters the transmission side, and the adder 231 adds the transmission signal and the echo. The adder 232 further adds noise n (n) to the output of the adder 231, and outputs a signal s (n).

【0018】エコーキャンセラ233は、受信信号x
(n)にエコー経路の伝達関数(インパルス応答)の推
定値234を乗算してエコー信号の推定値y(n)を求
め、減算器235により信号s(n)からy(n)を減算
してe(n)を出力し、NLP236でe(n)の残留エ
コーを取り除く。エコーキャンセラ233は、送信信号の
無いとき、s(n)がエコー信号だけのシングルトーク
状態でのみエコーパスの推定が可能である。
The echo canceller 233 receives the received signal x
(N) is multiplied by the estimated value 234 of the transfer function (impulse response) of the echo path to obtain the estimated value y (n) of the echo signal, and the subtractor 235 subtracts y (n) from the signal s (n). To output e (n), and the NLP 236 removes the residual echo of e (n). The echo canceller 233 can estimate the echo path only in a single-talk state in which s (n) is an echo signal only when there is no transmission signal.

【0019】こうして、エコーキャンセラは、受信信号
のエコーの還流を防いでいる。
In this way, the echo canceller prevents the echo of the received signal from flowing back.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のエコー
キャンセラは、次のような課題を有している。
However, the conventional echo canceller has the following problems.

【0021】(1)図19の適応フィルタは、定数αの
値の選定の仕方によって、その動作が次のように変わっ
てくる。αが大きいときは、インパルス応答の推定値h
i(n)の収束は速いが、推定精度が悪くなる。このた
め、収束した状態でもe(n)に残留エコーが残ってし
まう。逆に、αが小さいときは、インパルス応答の推定
値hi(n)の推定精度は良くなるが収束が遅くなる。
従来の適応フィルタ207では、定数αの選定により、適
応フィルタの推定精度と収束速度とが決められてしま
い、状況に応じて適応フィルタの特性を変化させること
ができないという問題があった。
(1) The operation of the adaptive filter shown in FIG. 19 changes as follows depending on how to select the value of the constant α. When α is large, the estimated impulse response value h
The convergence of i (n) is fast, but the estimation accuracy is poor. Therefore, the residual echo remains in e (n) even in the converged state. Conversely, when α is small, the estimation accuracy of the impulse response estimation value hi (n) is improved, but the convergence is delayed.
In the conventional adaptive filter 207, the estimation accuracy and the convergence speed of the adaptive filter are determined by the selection of the constant α, and there is a problem that the characteristics of the adaptive filter cannot be changed according to the situation.

【0022】(2)従来のエコーキャンセラのNLP20
8は、図20の例で明かなように、入出力特性が非線形
であるため、電話機から送信された送信信号を歪ませて
しまうという問題を有していた。
(2) NLP20 of conventional echo canceller
As is clear from the example of FIG. 20, No. 8 has a problem that the transmission signal transmitted from the telephone is distorted because the input / output characteristic is non-linear.

【0023】(3)従来のエコーキャンセラでは、ダブ
ルトーク判定器206の判定誤りや、エコー経路の変化が
発生した場合に、適応フィルタのインパルス応答の推定
値がエコー経路のインパルス応答と大きく異なってしま
うことがある。そうしたとき、適応フィルタのエコー推
定値y(n)がエコー信号と大きくずれて、e(n)に
対して、逆に雑音を付加してしまう場合がある。
(3) In the conventional echo canceller, the estimation value of the impulse response of the adaptive filter is significantly different from the impulse response of the echo path when the determination error of the double talk determiner 206 or the change of the echo path occurs. It may end up. In such a case, the echo estimated value y (n) of the adaptive filter may be significantly deviated from the echo signal, and noise may be added to e (n).

【0024】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、エコーを素早く、且つ高精度に取り除く
ことができ、送信信号の品質の低下を防ぐことができ、
また、異常時にも適切に対応することができるエコーキ
ャンセラを提供することを目的としている。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. Echoes can be removed quickly and with high accuracy, and the deterioration of the quality of the transmitted signal can be prevented.
Moreover, it aims at providing the echo canceller which can respond appropriately also at the time of abnormality.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、送
信信号からエコー推定値を減算する適応フィルタと、適
応フィルタの出力信号に含まれる残留エコーを取り除く
ノンリニアプロセッサとを備えるエコーキャンセラ装置
において、適応フィルタの係数更新の修正係数を、適応
フィルタに入力する送信信号と適応フィルタの出力信号
とに基づいて制御している。
Therefore, in the present invention, in an echo canceller device comprising an adaptive filter for subtracting an echo estimation value from a transmission signal and a non-linear processor for removing residual echo contained in an output signal of the adaptive filter, The correction coefficient for updating the coefficient of the adaptive filter is controlled based on the transmission signal input to the adaptive filter and the output signal of the adaptive filter.

【0026】また、送信信号のSN比が小さいときは、
修正係数が小さくなるように制御し、SN比が大きいと
きは、出力信号が増加傾向にあるときに修正係数が大き
くなるように制御し、また、出力信号が減少傾向にある
ときに修正係数が小さくなるように制御している。
When the SN ratio of the transmission signal is small,
The correction coefficient is controlled to be small. When the SN ratio is large, the correction coefficient is controlled to be large when the output signal tends to increase, and the correction coefficient is controlled when the output signal tends to decrease. It is controlled to be small.

【0027】また、ノンリニアプロセッサは、適応フィ
ルタの出力信号を入力する乗算器と、乗算器のゲインを
ファジイ推論により決定するゲイン制御手段とで構成し
ている。
The non-linear processor is composed of a multiplier for inputting the output signal of the adaptive filter and a gain control means for determining the gain of the multiplier by fuzzy inference.

【0028】また、送信信号からのエコー推定値の減算
量を制御する制御手段を設け、適応フィルタに異常状態
が発生したとき、この減算量を抑制するように構成して
いる。
Further, a control means for controlling the subtraction amount of the echo estimated value from the transmission signal is provided, and the subtraction amount is suppressed when an abnormal state occurs in the adaptive filter.

【0029】また、制御手段が、送信信号のパワーと送
信信号からエコー推定値を減算した信号のパワーとの大
きさに基づいてこの減算量を制御するように構成してい
る。また、この大きさの関係を、制御量をこれらの各パ
ワーの差または各パワーの比の関数として保持する複数
のデータテーブルと、このデータテーブルから読出され
た制御量から適用すべき制御量を選択する手段とによっ
て設定している。
Further, the control means is configured to control the subtraction amount based on the magnitude of the power of the transmission signal and the power of the signal obtained by subtracting the echo estimation value from the transmission signal. In addition, a plurality of data tables that hold the control amount as a function of the difference between these respective powers or the ratio of each power and the control amount to be applied from the control amount read from this data table It is set by means of selecting.

【0030】[0030]

【作用】適応フィルタの係数更新の修正係数を適応フィ
ルタの状態に応じて制御することにより、適応フィルタ
の状態に合わせて、適用フィルタにおける推定精度また
は収束速度のいずれかを優先させることができる。
By controlling the correction coefficient for updating the coefficient of the adaptive filter according to the state of the adaptive filter, it is possible to give priority to either the estimation accuracy or the convergence speed of the applied filter in accordance with the state of the adaptive filter.

【0031】送信信号のSN比が悪いときは、推定に誤
差が多く含まれることになるから、修正係数を小さくし
て、インパルス応答の推定値の更新量を抑える。送信信
号のSN比が良い状態では、出力信号が増加傾向にある
とき、つまり、推定が巧く働いていないときは、修正係
数を大きくしてインパルス応答の推定値の更新量を大き
くする。また、出力信号が減少傾向にあるときは、修正
係数を小さくして、収束速度を下げ、推定精度を上げ
る。
When the SN ratio of the transmission signal is poor, the estimation will include many errors. Therefore, the correction coefficient is made small to suppress the update amount of the estimated value of the impulse response. In the state where the SN ratio of the transmission signal is good, when the output signal tends to increase, that is, when the estimation does not work well, the correction coefficient is increased to increase the update amount of the estimated value of the impulse response. When the output signal tends to decrease, the correction coefficient is reduced to reduce the convergence speed and increase the estimation accuracy.

【0032】また、ノンリニアプロセッサを、乗算器と
ファジイ推論を用いるゲイン制御手段とで構成した装置
では、電話機からの送信信号が無いときには、乗算器の
ゲインを小さくして残留エコーを抑圧し、また、電話機
からの送信信号があるときには、乗算器のゲインを1に
して、送信信号を歪ませること無く、そのまま送出す
る。
Further, in the apparatus in which the non-linear processor is composed of the multiplier and the gain control means using fuzzy inference, when there is no transmission signal from the telephone, the gain of the multiplier is reduced to suppress the residual echo, and When there is a transmission signal from the telephone, the gain of the multiplier is set to 1 and the transmission signal is transmitted as it is without being distorted.

【0033】また、送信信号からのエコー推定値の減算
量を制御する制御手段を設けた装置では、インパルス応
答推定値のずれなどによってエコー成分を抑圧できない
ときには、適応フィルタでのエコーの推定値の減算が抑
制され、出力信号への雑音の付加が回避される。
Further, in the device provided with the control means for controlling the amount of subtraction of the echo estimated value from the transmission signal, when the echo component cannot be suppressed due to the deviation of the impulse response estimated value, the estimated value of the echo in the adaptive filter is changed. The subtraction is suppressed and the addition of noise to the output signal is avoided.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

(第1実施例)第1実施例のエコーキャンセラは、イン
パルス応答の推定値hi(n)を速く収束させる必要が
ある状態では、修正係数μ(n)を大きくし、また、h
i(n)を速く収束させる必要がない状態では、μ
(n)を小さくするように、μ(n)の制御を行なって
いる。
(First Embodiment) In the echo canceller of the first embodiment, the correction coefficient μ (n) is increased and h is increased in a state where the estimated value hi (n) of the impulse response needs to be quickly converged.
If i (n) does not need to converge quickly, μ
Μ (n) is controlled so that (n) is reduced.

【0035】このエコーキャンセラの適応フィルタは、
図4に示すように、除算器37の出力に対して係数kを乗
算する乗算器38を備えている。その他の構成は従来のエ
コーキャンセラの適応フィルタ(図19)と変わりがな
い。この係数kはエコーキャンセラの状態に応じて可変
される。その結果、修正係数μ(n)が動的に変化す
る。
The adaptive filter of this echo canceller is
As shown in FIG. 4, a multiplier 38 for multiplying the output of the divider 37 by a coefficient k is provided. Other configurations are the same as those of the adaptive filter of the conventional echo canceller (FIG. 19). This coefficient k is variable according to the state of the echo canceller. As a result, the correction coefficient μ (n) dynamically changes.

【0036】このエコーキャンセラは、全体構成として
は、図1に示すように、エコーやノイズを含む信号sin
のパワーSPを計算するパワー計算機1と、ダブルトー
クを判定するダブルトーク判定器3と、図4に示す構成
を持つ適応フィルタ4と、適応フィルタ4の出力e
(n)のパワーEPを計算する計算機2と、e(n)に
含まれるノイズ成分のパワーNPを計算するノイズパワ
ー推定器5と、SP、EP及びNPを用いて適応フィル
タ4に与える係数kを制御する係数制御器6と、e
(n)に含まれる残留エコーを除くNLP7とを備えて
いる。
As shown in FIG. 1, this echo canceller has a signal sin containing echo and noise as a whole.
A power calculator 1 for calculating the power SP of the signal, a double talk determiner 3 for determining double talk, an adaptive filter 4 having the configuration shown in FIG. 4, and an output e of the adaptive filter 4.
A computer 2 for calculating the power EP of (n), a noise power estimator 5 for calculating the power NP of the noise component included in e (n), and a coefficient k given to the adaptive filter 4 using SP, EP and NP. A coefficient controller 6 for controlling
NLP7 excluding the residual echo included in (n).

【0037】パワー計算機1、2には、例えば図2に示
すように、入力信号の絶対値を計算する絶対値計算機8
と、入力信号の絶対値に固定値aを乗算する乗算器9
と、出力信号を遅延させる遅延器12と、遅延された出力
信号に固定値1−aを乗算する乗算器10と、乗算器9、
10の出力を加算して入力信号のパワーを表す信号を出力
する加算器11とを備えた公知の計算機を用いることがで
きる。
The power calculators 1 and 2 have an absolute value calculator 8 for calculating the absolute value of the input signal, for example, as shown in FIG.
And a multiplier 9 for multiplying the absolute value of the input signal by a fixed value a
A delay device 12 for delaying the output signal, a multiplier 10 for multiplying the delayed output signal by a fixed value 1-a, a multiplier 9,
A known computer including an adder 11 that adds the outputs of 10 and outputs a signal representing the power of the input signal can be used.

【0038】ノイズパワー推定器5は、図21のノイズ
のパワーNPを、ダブルトーク状態以外のときのEPの
値より推定する。そのため、ノイズパワー推定器5に
は、図3に示すように、パワー計算機における乗算器1
3、14の係数gを制御するフィルタ係数制御器18と、1
−gを出力する減算器16とを設け、フィルタ係数制御器
18にダブルトーク判定器3の出力c(n)を入力する。
そして、c(n)=1のとき、即ち、シングルトーク状
態では、フィルタ係数制御器18から、gとして1以下の
1に近い値を出力させ、c(n)=0のとき、即ち、ダ
ブルトーク状態では、gとして0以上の0に近い値を出
力させる。
The noise power estimator 5 estimates the noise power NP of FIG. 21 from the value of EP in a state other than the double talk state. Therefore, as shown in FIG. 3, the noise power estimator 5 includes a multiplier 1 in the power calculator.
A filter coefficient controller 18 for controlling the coefficients g of 3 and 14, and 1
A filter coefficient controller provided with a subtractor 16 for outputting -g
The output c (n) of the double talk determiner 3 is input to 18.
Then, when c (n) = 1, that is, in the single-talk state, the filter coefficient controller 18 outputs a value close to 1 which is 1 or less as g, and when c (n) = 0, that is, double. In the talk state, a value of 0 or more, which is close to 0, is output as g.

【0039】係数制御器6は、図5に示すように、SP
(n)をNP(n)で除算してエコーキャンセラの入力
信号におけるSN比(SNR)を計算する除算器41と、
SNRに応じた値をデータテーブル42から読み出すテー
ブル読出器43と、パワー計算機2の出力EPを遅延する
遅延器44と、入力したEPから遅延したEPを減算して
EPの変化値を計算する減算器45と、その変化値に応じ
た値にデータ変換するデータ変換器46と、係数制御器6
の出力に変化分を加算する加算器47と、テーブル読出器
43の出力または加算器47の出力のいずれか小さい方を出
力する最小値計算器48と、最小値計算器48の出力または
0.05のいずれか大きい方を係数k(n)として出力
する最大値計算器49と、最大値計算器49の出力を遅延さ
せて加算器47に入力する遅延器50とを備えている。
The coefficient controller 6, as shown in FIG.
A divider 41 that divides (n) by NP (n) to calculate the SN ratio (SNR) in the input signal of the echo canceller;
A table reader 43 that reads a value corresponding to the SNR from the data table 42, a delay device 44 that delays the output EP of the power calculator 2, and a subtractor that subtracts the delayed EP from the input EP to calculate a change value of the EP. 45, a data converter 46 for converting data into a value according to the change value, and a coefficient controller 6
47 and a table reader
The minimum value calculator 48 which outputs the smaller one of the output of 43 and the output of the adder 47, and the maximum which outputs the larger one of the output of the minimum value calculator 48 or 0.05 as a coefficient k (n) It has a value calculator 49 and a delay device 50 for delaying the output of the maximum value calculator 49 and inputting it to the adder 47.

【0040】この係数制御器6では、除算器41が信号d
(n)のSNRを次式によって推定している。 SNR =エコー成分のパワー/ノイズ成分のパワー データテーブル42は図6のような形をしており、SNR
の値が小さいとき、テーブル読出器43は小さな値を出力
する。従って、係数制御器6の出力k(n)は小さい値
に制限される。これにより、SNRの値が小さく、エコ
ー経路のインパルス応答の推定を精度良く行なうことが
できないときには、適応フィルタの修正係数μ(n)は
小さくなり、その結果、インパルス応答の推定値hi
(n)の更新量は小さくなる。
In the coefficient controller 6, the divider 41 outputs the signal d
The SNR of (n) is estimated by the following equation. SNR = power of echo component / power of noise component The data table 42 has a shape as shown in FIG.
When the value of is small, the table reader 43 outputs a small value. Therefore, the output k (n) of the coefficient controller 6 is limited to a small value. As a result, when the SNR value is small and the impulse response of the echo path cannot be estimated accurately, the correction coefficient μ (n) of the adaptive filter becomes small, and as a result, the estimated value hi of the impulse response is hi.
The update amount of (n) becomes small.

【0041】一方、遅延器44と減算器45とは、EPの変
化値を計算し、データ変換器46は、図7により、この変
化値が正のときは正のデータを、負のときは負のデータ
を出力する。
On the other hand, the delay unit 44 and the subtractor 45 calculate the change value of EP, and the data converter 46, as shown in FIG. 7, shows the positive data when the change value is positive and the negative value when the change value is negative. Output negative data.

【0042】このEPは、インパルス応答の推定が適切
に行なわれているときには、エコー推定値y(n)が減
算されるために、シングルトーク状態では順次小さくな
る筈である。このEPが増加しているときは、推定が巧
く働いていないことを表している。
When the impulse response is properly estimated, the EP should be gradually reduced in the single talk state because the echo estimated value y (n) is subtracted. When this EP is increasing, it means that the estimation is not working well.

【0043】EPが増加する状態では、データ変換器46
から大きい正のデータが出力され、加算器47からk
(n)を大きい値に変えるデータが出力される。k
(n)が大きくなると、インパルス応答推定値hi
(n)の収束速度は速くなる。
With the EP increasing, the data converter 46
From the adder 47 outputs large positive data
Data for changing (n) to a large value is output. k
When (n) becomes large, the impulse response estimation value hi
The convergence speed of (n) becomes faster.

【0044】また、EPが減少する状態では、データ変
換器46から負のデータが出力され、加算器47からk
(n)を小さい値に変えるデータが出力される。k
(n)が小さくなると、インパルス応答推定値hi
(n)の収束速度は遅くなるが推定精度は良くなる。
In the state where EP decreases, the data converter 46 outputs negative data, and the adder 47 outputs k.
Data for changing (n) to a small value is output. k
As (n) becomes smaller, the impulse response estimated value hi
The convergence speed of (n) becomes slower, but the estimation accuracy becomes better.

【0045】最小値計算器48は、テーブル読出器43の出
力または加算器47の出力のいずれか小さい方を出力す
る。従って、d(n)のSNRの極めて悪い状態では、
加算器47からどのようなデータが出力されようと、係数
k(n)は小さく抑えられる。一方、SNRが良好な状
態では、加算器47の出力が係数k(n)として出力さ
れ、その結果、EPが増加する状態でインパルス応答推
定値hi(n)の収束速度が速くなり、EPが減少する
状態でインパルス応答推定値hi(n)の収束速度が遅
くなる。
The minimum value calculator 48 outputs either the output of the table reader 43 or the output of the adder 47, whichever is smaller. Therefore, when the SNR of d (n) is extremely poor,
Regardless of what data is output from the adder 47, the coefficient k (n) can be kept small. On the other hand, when the SNR is good, the output of the adder 47 is output as the coefficient k (n), and as a result, the convergence speed of the impulse response estimation value hi (n) becomes faster and EP increases as EP increases. In the decreasing state, the convergence speed of the impulse response estimation value hi (n) becomes slow.

【0046】最大値計算器49は、k(n)の値を少なく
とも0.05以上に保つ働きをしており、k(n)が0
となって推定が働かなくなる事態を防いでいる。
The maximum value calculator 49 functions to keep the value of k (n) at least 0.05 or more, and k (n) is 0 or less.
This prevents the situation where the estimation does not work.

【0047】このように第1実施例のエコーキャンセラ
は、エコーキャンセラの状態をフィードバックし、この
状態に応じて適応フィルタの修正係数μ(n)の値を制
御している。
As described above, the echo canceller of the first embodiment feeds back the state of the echo canceller and controls the value of the correction coefficient μ (n) of the adaptive filter according to this state.

【0048】(第2実施例)第2実施例のエコーキャン
セラは、残留エコーを除くためにノンリニアプロセッサ
(NLP)をファジイ制御している。
(Second Embodiment) The echo canceller of the second embodiment fuzzy controls a non-linear processor (NLP) in order to remove residual echo.

【0049】このエコーキャンセラは、図8に示すよう
に、信号sinのパワーSPを計算するパワー計算機51
と、ダブルトーク判定器53と、従来の構成を持つ適応フ
ィルタ56と、適応フィルタ56の出力e(n)のパワーE
Pを計算する計算機52と、e(n)に含まれるノイズ成
分のパワーNPを計算するノイズパワー推定器54と、適
応フィルタ56のエコー抑圧量(ERLE)を推定するE
RLE推定器55と、EP、NP及びERLEを用いて残
留エコーを除くための処理を行なうNLP57とを備えて
いる。
This echo canceller, as shown in FIG. 8, is a power calculator 51 for calculating the power SP of the signal sin.
, The double talk determiner 53, the adaptive filter 56 having the conventional configuration, and the power E of the output e (n) of the adaptive filter 56.
A computer 52 that calculates P, a noise power estimator 54 that calculates the power NP of the noise component included in e (n), and an E that estimates the echo suppression amount (ERLE) of the adaptive filter 56.
It comprises an RLE estimator 55 and an NLP 57 which performs processing for removing residual echo using EP, NP and ERLE.

【0050】パワー計算器51、52の構成は、図2に示す
通りである。また、ノイズ推定器54の構成は図3と同様
である。
The configurations of the power calculators 51 and 52 are as shown in FIG. Further, the configuration of the noise estimator 54 is similar to that of FIG.

【0051】ERLE推定器55は、図9に示すように、
EPをSPで除算する除算器58を備えており、除算器58
の出力が乗算器59に入力される。その他の構成はノイズ
推定器(図3)と同じである。ERLE推定器55は、シ
ングルトーク状態でのエコーの抑圧量(ERLE)を次
式によって推定している。
The ERLE estimator 55, as shown in FIG.
A divider 58 that divides EP by SP is provided.
Is output to the multiplier 59. Other configurations are the same as those of the noise estimator (FIG. 3). The ERLE estimator 55 estimates the echo suppression amount (ERLE) in the single talk state by the following equation.

【0052】ERLE=EP/SP 次にNLP57の構成を説明する。NLP57は、図10に
示すように、適応フィルタの出力e(n)に係数(ゲイ
ン)gswを乗算する乗算器78と、このゲインgswをファ
ジイ推論で決定する機構とを備えている。
ERLE = EP / SP Next, the configuration of the NLP 57 will be described. As shown in FIG. 10, the NLP 57 includes a multiplier 78 that multiplies the output e (n) of the adaptive filter by a coefficient (gain) gsw, and a mechanism that determines the gain gsw by fuzzy inference.

【0053】このゲイン決定機構は、エコー抑圧量の希
望値(TLOSS)をERLEで除算する除算器65と、
定数(ノイズパワーの最大値)ENをEPで除算する除
算器66と、EPをNPで除算する除算器67と、除算器65
または除算器66の出力のいずれか大きい方を出力する最
大値計算器68と、最大値計算器68の出力または1.0の
いずれか小さい方を出力する最小値計算器69と、メンバ
シップ関数を記憶するデータテーブル70、72、74と、入
力するEPの値に応じて状態の一致度α1をデータテー
ブル70から読み出すテーブル読出器71と、入力するEP
の値に応じて状態の一致度α2をデータテーブル72から
読み出すテーブル読出器73と、除算器67から出力される
EP/NPの値に応じて状態の一致度α3をデータテー
ブル74から読み出すテーブル読出器75と、テーブル読出
器73の出力した一致度α2またはテーブル読出器75の出
力した一致度α3のいずれか大きい方を出力する最大値
計算器76と、各データから重心法によりゲインgswを計
算する非ファジイ化器77とを備えている。
This gain determining mechanism includes a divider 65 for dividing the desired value (TLOSS) of the echo suppression amount by ERLE,
A constant (maximum noise power) EN divided by EP, a divider 66, a divider 67 divided by EP, and a divider 65.
Or a maximum value calculator 68 that outputs the larger one of the outputs of the divider 66, a minimum value calculator 69 that outputs the smaller one of the outputs of the maximum value calculator 68 and 1.0, and a membership function , A table reader 71 for reading the state coincidence degree α 1 from the data table 70 according to the value of the EP to be input, and an EP for inputting.
Table read unit 73 that reads the state coincidence degree α 2 from the data table 72 in accordance with the value of, and the state coincidence degree α 3 that is read from the data table 74 in accordance with the EP / NP value output from the divider 67 The table reader 75, the maximum value calculator 76 that outputs the greater of the coincidence α 2 output from the table reader 73 or the coincidence α 3 output from the table reader 75, and the maximum value calculator 76 from each data by the centroid method. And a defuzzifier 77 for calculating the gain gsw.

【0054】このNLP57は、ダブルトーク状態では乗
算器78のゲインgswを1に、また、シングルトーク状態
では乗算器78のゲインgswを0に近づけることによって
残留エコーを抑圧する。このゲインgsw は、EP、N
P、ERLEの値を用いてファジィ推論により決定され
る。最小値計算器69はシングルトーク状態でのゲインg
onを出力し、ダブルトーク状態でのゲインgoffは1.
0に設定される。また、現在の状態がシングルトーク状
態とどの程度一致しているかを表す一致度αonが最大値
計算器76から出力され、現在の状態とダブルトーク状態
との一致度αoffがテーブル読出器71から出力される。
非ファジイ化器77は、これらのgon、goff、αon、αo
ffを用いてgswを算出する。
The NLP 57 suppresses the residual echo by bringing the gain gsw of the multiplier 78 close to 1 in the double-talk state and bringing the gain gsw of the multiplier 78 close to 0 in the single-talk state. This gain gsw is EP, N
It is determined by fuzzy inference using the values of P and ERLE. The minimum value calculator 69 has a gain g in the single talk state.
output on, and the gain goff in the double talk state is 1.
Set to 0. Further, the degree of coincidence αon indicating how much the current state matches the single-talk state is output from the maximum value calculator 76, and the degree of coincidence αoff between the current state and the double-talk state is output from the table reader 71. To be done.
The defuzzifier 77 uses these gon, goff, αon, αo.
Calculate gsw using ff.

【0055】このゲインgsw の決定方法について以下
で詳しく説明する。
The method of determining the gain gsw will be described in detail below.

【0056】(1)シングルトーク状態でのゲインgon
の計算 シングルトーク状態での乗算器78のゲインgon は以下
のように計算される。
(1) Gain gon in single talk state
The gain gon of the multiplier 78 in the single talk state is calculated as follows.

【0057】 gon =(TLOSS/ERLE∨EN/EP)∧1.0 (式1) ここで、TLOSS、ENは定数であり、∨はmax演
算、∧はmin演算を表す。
Gon = (TLOSS / ERLE∨EN / EP) ∧1.0 (Equation 1) Here, TLOSS and EN are constants, ∨ represents max operation, and ∧ represents min operation.

【0058】TLOSSはエコー抑圧量の希望値を表
し、TLOSS/ERLEはエコー抑圧量をTLOSS
にするための乗算器78のゲインを表す。
TLOSS represents the desired value of the echo suppression amount, and TLOSS / ERLE represents the echo suppression amount by TLSS.
Represents the gain of the multiplier 78 for

【0059】ENはノイズパワーの最大値を表し、EN
/EPはNLP57の出力パワーをENにするための乗算
器78のゲインを表す。
EN represents the maximum value of noise power, and EN
/ EP represents the gain of the multiplier 78 for setting the output power of the NLP 57 to EN.

【0060】gon は上記2つのゲインの大きい方を取
る。また、ゲインは1を超えないように最小値計算器69
で制限される。
Gon takes the larger of the above two gains. In addition, the minimum value calculator 69 so that the gain does not exceed 1.
Limited by

【0061】TLOSS/ERLEの除算を除算器65が
実行し、EN/EPの除算を除算器66が実行しており、
最大値計算器68、最小値計算器69により式1のgonを計
算している。
The divider 65 executes the division of TLOSS / ERLE and the divider 66 executes the division of EN / EP.
The maximum value calculator 68 and the minimum value calculator 69 calculate gon in Expression 1.

【0062】(2)ダブルトーク状態でのゲインgoff
の計算 ダブルトーク状態での乗算器78のゲインgoffは、1.
0の定数である。
(2) Gain goff in double talk state
The gain goff of the multiplier 78 in the double talk state is 1.
It is a constant of 0.

【0063】(3)以下の推論規則により乗算器78のゲ
インgswを計算する。
(3) The gain gsw of the multiplier 78 is calculated according to the following inference rules.

【0064】 If EP is LARGE then gsw = goff 規則1 If EP is SMALL then gsw = gon 規則2 If EP < NP then gsw = gon 規則3 規則1は、適応フィルタの出力が大きい場合であるか
ら、音声が送信されている状態であり、規則2は、適応
フィルタの出力が小さい場合であるから、シングルトー
クの状態である。また、規則3は、適応フィルタの出力
よりもノイズパワーの方が大きい状態であるから、音声
が送信されていないシングルトークの状態である。
If EP is LARGE then gsw = goff Rule 1 If EP is SMALL then gsw = gon Rule 2 If EP <NP then gsw = gon Rule 3 Rule 1 is a case where the output of the adaptive filter is large, so Rule 2 is a state of being transmitted, and Rule 2 is a state of single talk because the output of the adaptive filter is small. Rule 3 is a single-talk state in which no voice is transmitted, because the noise power is larger than the output of the adaptive filter.

【0065】規則1は、図11(a)(b)によりメン
バシップ関数により表現される。規則1の前件部「EP
is LARGE」は、図11(a)のメンバシップ関数
で表される。また、後件部の「g=goff」は、図11
(b)のメンバシップ関数で表される。
Rule 1 is represented by a membership function as shown in FIGS. Rule 1 antecedent section "EP
"is LARGE" is represented by the membership function of FIG. Also, "g = goff" in the consequent part is shown in FIG.
It is represented by the membership function of (b).

【0066】規則2、3も同様に図11(c)(d)、
図11(e)(f)のメンバシップ関数により表され
る。図11(a)、図11(c)、図11(e)のメン
バシップ関数は、それぞれ図10のデータテーブル70、
データテーブル72、データテーブル74に記憶される。
Rules 2 and 3 are also shown in FIGS.
It is represented by the membership function of FIGS. The membership functions of FIGS. 11A, 11C, and 11E are respectively represented by the data table 70 of FIG.
It is stored in the data table 72 and the data table 74.

【0067】次に、テーブル読出器71、73、75は、EP
またはEP/NPが入力すると、データテーブル70、7
2、74からメンバシップ関数を読み出し、入力したEP
またはEP/NPを基に、それぞれの規則の前件部の一
致度α1、α2、α3を求める。この様子を図11
(a)、図11(c)、図11(e)に示している。
Next, the table readers 71, 73 and 75 operate as EP
Or, when the EP / NP is input, the data tables 70, 7
EP that input the membership function from 2, 74
Alternatively, based on EP / NP, the degrees of coincidence α 1 , α 2 , α 3 of the antecedent part of each rule are obtained. This state is shown in FIG.
11 (a), 11 (c) and 11 (e).

【0068】それぞれの一致度α1、α2、α3により、
後件部のそれぞれのメンバシップ関数、図11(b)、
図11(d)、図11(f)に頭切り演算を行なうと図
12(a)、図12(b)、図12(c)のようにな
る。
By the degree of coincidence α 1 , α 2 , α 3 ,
Membership functions of the consequent part, FIG. 11 (b),
11 (d) and FIG. 11 (f), the head cutting operation is performed, resulting in FIGS. 12 (a), 12 (b) and 12 (c).

【0069】この3つのメンバシップ関数を∪演算で合
成すると、図12(d)のメンバシップ関数が得られ
る。ここで、 αoff = α1 αon = α2∨α3 である。テーブル読出器71の読出した一致度はこのαof
fであり、また、最大値計算器76が出力する一致度はこ
のαonである。
When these three membership functions are combined by the ∪ operation, the membership function shown in FIG. 12D is obtained. Here, a αoff = α 1 αon = α 2 ∨α 3. The degree of coincidence read by the table reader 71 is this α of
f, and the degree of coincidence output by the maximum value calculator 76 is this αon.

【0070】非ファジィ化器77は、重心法を用いて次式
によってゲインgswを計算する。
The defuzzifier 77 calculates the gain gsw by the following equation using the centroid method.

【0071】gsw =(αoff ×goff+αon×gon)/
(αoff+αon) こうして得られたゲインgswで乗算器78を制御すること
により、e(n)に含まれる残留エコーが除去され、ま
た、音声信号に対する歪の発生が回避できる。このNL
Pでは、ファジイ推論によりゲインgswを決定している
ため、状況の変化に対して非常に滑らかに対応すること
ができ、受信者に違和感を与えない。また、ゲインの計
算には、複雑な計算が必要でないため、簡単且つ高速で
演算することができる。
Gsw = (αoff × goff + αon × gon) /
(Αoff + αon) By controlling the multiplier 78 with the gain gsw thus obtained, the residual echo contained in e (n) is removed, and the distortion of the audio signal can be avoided. This NL
In P, since the gain gsw is determined by fuzzy inference, it is possible to respond to changes in the situation very smoothly, and the receiver does not feel discomfort. In addition, since the calculation of the gain does not require complicated calculation, it can be calculated easily and at high speed.

【0072】(第3実施例)第3実施例のエコーキャン
セラは、適応フィルタの異常動作によって出力に雑音が
付加される事態を防いでいる。
(Third Embodiment) The echo canceller of the third embodiment prevents a situation in which noise is added to the output due to an abnormal operation of the adaptive filter.

【0073】このエコーキャンセラの適応フィルタは、
図14に示すように、エコーキャンセラへの入力信号d
(n)からエコー推定値y(n)を減算して信号f
(n)を出力する減算器86と、エコー推定値y(n)に
係数gp(n)を乗算する乗算器87とを備えている。そ
の他の構成は従来のもの(図19)と変わりがない。
The adaptive filter of this echo canceller is
As shown in FIG. 14, the input signal d to the echo canceller
The signal f by subtracting the echo estimated value y (n) from (n)
A subtractor 86 that outputs (n) and a multiplier 87 that multiplies the echo estimated value y (n) by a coefficient gp (n) are provided. Other configurations are the same as the conventional one (FIG. 19).

【0074】この適応フィルタの出力e(n)は次のよ
うになる。
The output e (n) of this adaptive filter is as follows.

【0075】 e(n)=d(n)−gp(n)×y(n) この係数gp(n)は、異常時に0に制御される。その
結果、減算器85でのエコー推定値y(n)の寄与が抑制
され、適応フィルタの出力e(n)が入力d(n)と等
しくなる。一方、減算器86は、係数gp(n)の制御の
ために使用される、エコー推定値y(n)の寄与を抑制
しない状態の出力信号f(n)を生成している。
E (n) = d (n) -gp (n) × y (n) This coefficient gp (n) is controlled to 0 at the time of abnormality. As a result, the contribution of the echo estimation value y (n) in the subtractor 85 is suppressed, and the output e (n) of the adaptive filter becomes equal to the input d (n). On the other hand, the subtractor 86 generates an output signal f (n) that is used for controlling the coefficient gp (n) and that does not suppress the contribution of the echo estimation value y (n).

【0076】このエコーキャンセラは、全体構成とし
て、図13に示すように、入力信号d(n)のパワーS
Pを計算するパワー計算機79と、ダブルトーク判定器81
と、図14に示す適応フィルタ82と、適応フィルタ82か
ら出力された信号f(n)のパワーEPを計算するパワ
ー計算機80と、SPとEPとを用いて適応フィルタの係
数gp(n)を制御する保護係数制御器83と、NLP84
とを備えている。
As shown in FIG. 13, the echo canceller has a power S of the input signal d (n) as a whole.
A power calculator 79 that calculates P and a double talk determiner 81
14, an adaptive filter 82 shown in FIG. 14, a power calculator 80 that calculates the power EP of the signal f (n) output from the adaptive filter 82, and a coefficient gp (n) of the adaptive filter using SP and EP. Controlling protection coefficient controller 83 and NLP84
And

【0077】パワー計算機79、80の構成は、図2と同じ
である。
The configurations of the power calculators 79 and 80 are the same as those in FIG.

【0078】保護係数制御器83は、図15に示すよう
に、EPからSPを減算する減算器108と、EPをSP
で除算する除算器109と、入力信号とデータとの対応関
係を記憶するデータテーブル110、112、114と、入力す
るEP−SPの値に対応するデータをデータテーブル11
0または114から読出すテーブル読出器111、115と、EP
/SPの値に対応するデータをデータテーブル112から
読出すテーブル読出器113と、テーブル読出器111または
テーブル読出器113の出力における大きい方を出力する
最大値計算器116と、最大値計算器116またはテーブル読
出器115の出力における小さい方を係数gpとして出力
する最小値計算器117とを備えている。
As shown in FIG. 15, the protection coefficient controller 83 includes a subtracter 108 for subtracting SP from EP and SP for EP.
The divider 109 for dividing by, the data tables 110, 112, 114 for storing the correspondence relationship between the input signal and the data, and the data table 11 for the data corresponding to the input EP-SP value.
Table readers 111 and 115 for reading from 0 or 114, and EP
/ SP reading out the data corresponding to the value of / SP from the data table 112, the table reader 111 or the maximum value calculator 116 which outputs the larger one of the outputs of the table reader 113, and the maximum value calculator 116. Alternatively, there is provided a minimum value calculator 117 which outputs the smaller one of the outputs of the table reader 115 as the coefficient gp.

【0079】データテーブル110、112、114には、それ
ぞれ図16(a)、(b)、(c)のデータが記憶され
ている。このときの保護係数制御器83に入力するEP及
びSPと、出力されるgpとの関係を図17に示してい
る。
The data tables 110, 112 and 114 store the data shown in FIGS. 16A, 16B and 16C, respectively. FIG. 17 shows the relationship between EP and SP input to the protection coefficient controller 83 and gp output at this time.

【0080】図17において、点線より下の領域、即
ち、EP≦SPの領域は、シングルトークにおいてエコ
ーが減衰されている状態、即ち、エコーキャンセラが正
常に動作している状態である。このときはgp=1とな
り、通常動作が続けられる。
In FIG. 17, a region below the dotted line, that is, a region of EP ≦ SP is a state where echo is attenuated in single talk, that is, a state where the echo canceller is normally operating. At this time, gp = 1 and the normal operation is continued.

【0081】EP > SPの領域は、異常が発生してい
る状態である。しかし、実際には、点線より僅かに上の
領域でも、正常なエコー減衰動作が行なわれることがあ
るので、この領域はgp=1としている。
The region of EP> SP is a state where an abnormality has occurred. However, in practice, normal echo attenuation operation may be performed even in a region slightly above the dotted line, so gp = 1 in this region.

【0082】斜線の領域では、0<gp<1の範囲でg
pが徐々に変化する。斜線領域の上側では、gp=0と
なり、y(n)の減算器85への入力が抑えられる。この
場合は、エコーの取り除きはできないが、エコーキャン
セラの出力に余計な雑音が付加されることを防ぐことが
できる。
In the shaded area, g within the range of 0 <gp <1
p gradually changes. On the upper side of the shaded area, gp = 0, and the input of y (n) to the subtractor 85 is suppressed. In this case, the echo cannot be removed, but it is possible to prevent extra noise from being added to the output of the echo canceller.

【0083】このように、第3実施例のエコーキャンセ
ラは、インパルス応答の推定値がずれたような、異常な
状態が発生したときでも、悪い方向に補正される事態を
防ぐことができる。また、このエコーキャンセラでは、
係数の変更領域をデータテーブルと、最大値、最小値計
算器とを用いて規定しているため、細かい領域を簡単な
構成で規定することができる。
As described above, the echo canceller of the third embodiment can prevent a situation in which correction is made in a bad direction even when an abnormal state occurs in which the estimated value of the impulse response is deviated. Also, with this echo canceller,
Since the coefficient change area is defined using the data table and the maximum value / minimum value calculator, a fine area can be defined with a simple configuration.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のエコーキャンセラは、適応フィルタの修正
係数を制御する係数制御器を設けることにより、適応フ
ィルタの修正係数μ(n)を適切な値に制御することが
でき、それにより、収束速度と推定精度とを適切に制御
することができる。
As is apparent from the above description of the embodiments, the echo canceller of the present invention is provided with a coefficient controller for controlling the modification coefficient of the adaptive filter, so that the modification coefficient μ (n) of the adaptive filter is adjusted. The value can be controlled to an appropriate value, and thus the convergence speed and the estimation accuracy can be appropriately controlled.

【0085】また、エコーキャンセラのNLPを、乗算
器と、ファジイ推論によりそのゲインを制御する機構と
で構成することにより、送信信号に歪を生じさせること
なく残留エコーを抑圧することができる。
By configuring the NLP of the echo canceller with a multiplier and a mechanism for controlling the gain by fuzzy inference, residual echo can be suppressed without causing distortion in the transmission signal.

【0086】また、エコーキャンセラの動作状態が正常
でないとき、適応フィルタが送信信号にノイズを付加し
てしまうことを防止することができる。
Further, when the operation state of the echo canceller is not normal, it is possible to prevent the adaptive filter from adding noise to the transmission signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例におけるエコーキャンセラ
の構成図、
FIG. 1 is a configuration diagram of an echo canceller according to a first embodiment of the present invention,

【図2】第1実施例におけるパワー計算器の構成図、FIG. 2 is a configuration diagram of a power calculator in the first embodiment,

【図3】第1実施例におけるノイズパワー推定器の構成
図、
FIG. 3 is a configuration diagram of a noise power estimator according to the first embodiment,

【図4】第1実施例における適応フィルタの構成図、FIG. 4 is a configuration diagram of an adaptive filter according to the first embodiment,

【図5】第1実施例における係数制御器の構成図、FIG. 5 is a configuration diagram of a coefficient controller according to the first embodiment,

【図6】第1実施例における係数制御器のデータテーブ
ル図、
FIG. 6 is a data table diagram of a coefficient controller according to the first embodiment,

【図7】第1実施例における係数制御器のデータ変換器
の図、
FIG. 7 is a diagram of a data converter of the coefficient controller in the first embodiment,

【図8】本発明の第2実施例におけるエコーキャンセラ
の構成図、
FIG. 8 is a configuration diagram of an echo canceller according to a second embodiment of the present invention,

【図9】第2実施例におけるERLE推定器の構成図、FIG. 9 is a configuration diagram of an ERLE estimator according to the second embodiment,

【図10】第2実施例におけるNLPの構成図、FIG. 10 is a configuration diagram of an NLP in the second embodiment,

【図11】第2実施例におけるNLPの動作説明のため
のメンバシップ関数の図、
FIG. 11 is a diagram of a membership function for explaining the operation of the NLP in the second embodiment,

【図12】第2実施例における頭切り演算したメンバシ
ップ関数の図、
FIG. 12 is a diagram of a membership function that has undergone a head cut operation in the second embodiment;

【図13】本発明の第3実施例におけるエコーキャンセ
ラの構成図、
FIG. 13 is a configuration diagram of an echo canceller according to a third embodiment of the present invention,

【図14】第3実施例における適応フィルタの構成図、FIG. 14 is a configuration diagram of an adaptive filter according to a third embodiment,

【図15】第3実施例における保護係数制御器の構成
図、
FIG. 15 is a configuration diagram of a protection coefficient controller according to a third embodiment,

【図16】第3実施例における保護係数制御器のデータ
テーブルの図、
FIG. 16 is a diagram of a data table of a protection coefficient controller in the third embodiment,

【図17】第3実施例における保護係数制御器の特性を
示す図、
FIG. 17 is a diagram showing characteristics of a protection coefficient controller in the third embodiment,

【図18】従来のエコーキャンセラの構成図、FIG. 18 is a configuration diagram of a conventional echo canceller,

【図19】従来のエコーキャンセラの適応フィルタの構
成図、
FIG. 19 is a configuration diagram of an adaptive filter of a conventional echo canceller,

【図20】従来のエコーキャンセラのNLPの動作説明
のための図、
FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of the NLP of the conventional echo canceller;

【図21】エコーキャンセラのモデルの説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of a model of an echo canceller.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、51、52、79、80 パワー計算器 3、53、81、206 ダブルトーク判定器 4、56、82、207 適応フィルタ 5 ノイズパワー推定器 6 係数制御器 7、57、84、208、236 ノンリニアプロセッサ(NL
P) 8 絶対値計算器 9、10、13、14、21〜28、38〜40、59、60、78、87、89
〜96、106、107、211〜218、228、229 乗算器 11、15、20、36、61、88、104、210、226、231、232
加算器 12、17、29〜31、44、50、63、97〜99、219〜221 遅延
器 16、19、45、47、62、85、86、209、235 減算器 18、64 フィルタ係数制御器 32〜35、100〜103、222〜225 2乗計算器 37、41、58、65〜67、105、227 除算器 42、70、72、74 データテーブル 43、71、73、75 テーブル読出器 46 データ変換器 48、68 最小値計算器 49、69、76 最大値計算器 54 ノイズパワー推定器 55 ERLE推定器 77 非ファジィ化器 83 保護係数制御器 200 電話機 201 2線式伝送路 202 ハイブリッド 203 AD変換器 204 DA変換器 205、233 エコーキャンセラ 230 エコーパス 234 エコーパス推定値
1, 2, 51, 52, 79, 80 Power calculator 3, 53, 81, 206 Double-talk decision device 4, 56, 82, 207 Adaptive filter 5 Noise power estimator 6 Coefficient controller 7, 57, 84, 208 , 236 Non-Linear Processor (NL
P) 8 Absolute value calculator 9, 10, 13, 14, 21 to 28, 38 to 40, 59, 60, 78, 87, 89
~ 96, 106, 107, 211 ~ 218, 228, 229 Multiplier 11, 15, 20, 36, 61, 88, 104, 210, 226, 231, 232
Adder 12, 17, 29 to 31, 44, 50, 63, 97 to 99, 219 to 221 Delay device 16, 19, 45, 47, 62, 85, 86, 209, 235 Subtractor 18, 64 Filter coefficient control 32 to 35, 100 to 103, 222 to 225 Square calculator 37, 41, 58, 65 to 67, 105, 227 Divider 42, 70, 72, 74 Data table 43, 71, 73, 75 Table reader 46 data converter 48, 68 minimum value calculator 49, 69, 76 maximum value calculator 54 noise power estimator 55 ERLE estimator 77 defuzzifier 83 protection factor controller 200 telephone 201 two-wire transmission line 202 hybrid 203 AD converter 204 DA converter 205, 233 Echo canceller 230 Echo path 234 Echo path estimated value

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信信号からエコー推定値を減算する適
応フィルタと、適応フィルタの出力信号に含まれる残留
エコーを取り除くノンリニアプロセッサとを備えるエコ
ーキャンセラ装置において、 適応フィルタの係数更新の修正係数を、前記適応フィル
タに入力する送信信号と前記適応フィルタの出力信号と
に基づいて制御することを特徴とするエコーキャンセラ
装置。
1. An echo canceller device comprising an adaptive filter for subtracting an echo estimation value from a transmission signal and a non-linear processor for removing residual echo contained in an output signal of the adaptive filter, wherein a correction coefficient for updating the coefficient of the adaptive filter is An echo canceller device, which is controlled based on a transmission signal input to the adaptive filter and an output signal of the adaptive filter.
【請求項2】 前記送信信号のSN比が小さいときは、
前記修正係数が小さくなるように制御し、前記SN比が
大きいときは、前記出力信号が増加傾向にあるときに前
記修正係数が大きくなるように制御し、前記出力信号が
減少傾向にあるときに前記修正係数が小さくなるように
制御することを特徴とする請求項1に記載のエコーキャ
ンセラ装置。
2. When the SN ratio of the transmission signal is small,
When the correction coefficient is controlled to be small, and when the SN ratio is large, the correction coefficient is controlled to be large when the output signal is increasing, and when the output signal is decreasing. The echo canceller device according to claim 1, wherein the correction coefficient is controlled to be small.
【請求項3】 送信信号からエコー推定値を減算する適
応フィルタと、適応フィルタの出力信号に含まれる残留
エコーを取り除くノンリニアプロセッサとを備えるエコ
ーキャンセラ装置において、 前記ノンリニアプロセッサが、前記出力信号を入力する
乗算器と、前記乗算器のゲインをファジイ推論により決
定するゲイン制御手段とを具備することを特徴とするエ
コーキャンセラ装置。
3. An echo canceller device comprising an adaptive filter for subtracting an echo estimation value from a transmission signal and a non-linear processor for removing residual echo contained in the output signal of the adaptive filter, wherein the non-linear processor inputs the output signal. An echo canceller device comprising: a multiplier for controlling the gain of the multiplier and gain control means for determining the gain of the multiplier by fuzzy inference.
【請求項4】 送信信号からエコー推定値を減算する適
応フィルタと、適応フィルタの出力信号に含まれる残留
エコーを取り除くノンリニアプロセッサとを備えるエコ
ーキャンセラ装置において、 前記送信信号からのエコー推定値の減算量を制御する制
御手段を設け、前記適応フィルタに異常状態が発生した
とき、前記減算量を抑制することを特徴とするエコーキ
ャンセラ装置。
4. An echo canceller device comprising an adaptive filter for subtracting an echo estimation value from a transmission signal and a non-linear processor for removing residual echo contained in an output signal of the adaptive filter, wherein the echo estimation value is subtracted from the transmission signal. An echo canceller device, characterized in that control means for controlling the amount is provided, and the subtraction amount is suppressed when an abnormal state occurs in the adaptive filter.
【請求項5】 前記制御手段が、前記送信信号のパワー
と前記送信信号からエコー推定値を減算した信号のパワ
ーとの大きさに基づいて前記減算量を制御することを特
徴とする請求項4に記載のエコーキャンセラ装置。
5. The control means controls the subtraction amount based on the magnitudes of the power of the transmission signal and the power of a signal obtained by subtracting an echo estimation value from the transmission signal. The echo canceller device described in 1.
【請求項6】 前記大きさの関係を、制御量を前記各パ
ワーの差または前記各パワーの比の関数として保持する
複数のデータテーブルと、前記データテーブルから読出
された制御量から適用すべき制御量を選択する手段とに
よって設定することを特徴とする請求項5に記載のエコ
ーキャンセラ装置。
6. The magnitude relationship should be applied from a plurality of data tables holding a controlled variable as a function of a difference between the respective powers or a ratio of the respective powers, and a controlled variable read from the data table. The echo canceller device according to claim 5, wherein the echo canceller device is set by means for selecting a control amount.
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