JPH02278926A - Ｆｉｒ・ラティス混合形エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、遠隔会議やハンズフリー電話のようなスピー
カとマイクロホンを用いた音声伝送装置におて音響結合
により生じるエコーを消去する音響用エコーキャンセラ
に関するものである。

（従来の技術） スピーカとマイクロホンを用いた双方向音声伝送装置に
おいて一般に音響結合は防ぐことは困難である。この音
響結合は大きな伝送遅延がある場合にはエコーのように
聞え、さらに結合が強い場合にはハウリングを生じてし
まう。これらの現象を防ぐために、双方向通話のうち音
声レベルの小さい方向に損失を挿入する音声スイッチや
、エコー経路のインパルス応答を適応ＦＩＲ形フィルタ
で推定して疑似エコーを合成して送信信号より除く音響
用エコーキャンセラが用いられている。

（発明が解決しようとする課題） 音声スイッチは原理的に同時双方向通話を行なえず、話
題や話尾の切断が生じ通話品質の劣化となる。

このような欠点を解消する方法として音響用エコーキャ
ンセラが考えられた。しかし、対象とする音響結合は非
常に長いインパルス応答をもつ。

このため、ＦＩＲ形エコーキャンセラではタップ長が著
しく長くなり、処理に必要な演算量は膨大でハードウェ
アの増大につながる。

そこで本発明の目的は、これらの問題点を解決するため
に演算量の少ない音響用エコーキャンセラを提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のＦＩＲ・ラティス混合形エコーキャンセラは、
受信入力信号の最新のＮ個分を記憶する第１記憶回路と
、インパルス応答を記憶する第２記憶回路と、前記第１
記憶回路と前記第２記憶回路の信号をたたみこみ疑似エ
コー信号を生成するたたみこみ回路と、送信入力信号か
ら前記たたみこみ回路の出力を、引く減算回路と、前記
第１記憶回路の最も古い受信入力信号を第１入力とし前
記減算回路の出力を第２入力とする適応ラティスフィル
タと、前記適応ラティスフィルタの第１出力を第１入力
とし第２入力を零とする逆ラティスフィルタと、前記適
応ラティスフィルタの第１出力と前記第１記憶回路の過
去の受信信号より前記第２記憶回路のインパルス応答を
修正して前記第２記憶回路に戻す係数修正回路とから構
成される。

また前記係数修正回路は、前記適応ラティスフィルタの
第１出力の代りに前記減算回路の出力によりインパルス
応答を修正する係数修正回路としても構成することがで
きる。

（作用） ２チヤネル適応ラテイスフイルタをもちいたエコーキャ
ンセラは、趙氏らによる″“多チヤネルラティスフィル
タによるシステム同定法の実現と信号推定パ信学技報Ｉ
Ｔ８７−６６で提案されている。まずＭ次のラティスフ
ィルタのアルゴリズムを以下に示す。

１）予測誤差の計算 時刻ｉの零次前進予測誤差ベクトルｅ、（ｉ）と零次後
進予測誤差ベクトルｒ、（ｉ）は、送信入力信号ξ（ｉ
）と定義すると各段の前進予測誤差ベクトルｅ、（ｉ）
と」 後進予測誤差ベクトルｒ、（ｉ）はっぎのように計算さ
れる。

憫（ｉ）　＝　２．（ｉ）−ＫｒＪ（ｉ−１）ｒ、（ｉ
−１）７面（ｉ）＝厚１−１）−に、、（ｉ−１）６．
（ｉ）（ｉ＝０．１．・・・・・、Ｍ−１）　　　　　
　　　（１）Ｋ、（ｉ−１）、に、（ｉ−１）は前進予
測係数行列と後進予測係数行列である。

２）予測係数行列の計算 相関行列人、（ｉＸｋ　＝　１．２．３）はｉ＝０の初
期値を零行列として、次のように計算する。

この相関行列より、前進予測係数行列と後進予測係数行
列は θ＝０．１．・・・・・、Ｍ−１） となる。

３）合成信号の計算 前進合成ベクトルへ（ｉ）と後進合成ベクトル雇（ｉ）
は次のように定義される。

蜀（ｉ）＝弓（ｉ） そして各段の前進合成ベクトルＺ（ｉ）と後進合成べ」 クトル可−μ）は 否（ｉ）＝ζ（ｉ）＋に、（ｉ−１）可０−１）ζ（ｉ
）＝可（ｉ−１）−に、（ｉ−１）否（ｉ）θ＝０，１
．・・・・・、Ｍ−１）　　　　　　　　（４）と計算
する。送信出力信号Ｓ。ｕＬ（ｉ）は５ｏｕｔ（ｉ）＝
ｄｏ（ｉ）の第１項 となる。

以上 このように、ラティスフィルタを用いてエコーキャンセ
ラを構成する場合には、従来の適応ＦＩＲ形フィルタと
は異なり１次数当りの演算量は非常に大きい。しかし、
ラティスフィルタはＩＩＲ形フィルタであるため必要な
次数は小さくなる。すなわち音響エコー経路は次のよう
に表わすことができる。

Ｇ（ｚ）　＝　Ｂ（ｚ）／Ａ（ｚ）　　　　　　　　　
　　　　　　（５）ここで、Ａ（ｚ）とＢ（ｚ）は次数
Ｍ以下の多項式である。これをＦＩＲ形のフィルタで近
似するにはＭ以下の大きな次数が必要になる。そこで、
音響エコーキャンセラのようにＦＩＲ形では非常に大き
な次数が必要な場合には、ラティス形を用いた方が全体
の演算量が減少する。

しかし音響エコー経路にはがなり長いフラット遅延ｐが
存在する。

Ｇ（ｚ）　＝　Ｚ　　（Ｂ（ｚ）／Ａ（ｚ））　　　　
　　　　　　　　（６）ＦＩＲ形エコーキャンセラでは
、遅延の小さなところの係数が零となるが全体の次数に
比べ小さな次数のため演算量の著しい増加とはならなか
った。

同様にラティス形エコーキャンセラでも遅延に対応する
零点が係数ゼロとなるしかしラティス形エコーキャンセ
ラでは全体の次数が小さいため、フラット遅延による次
数の影響は大きい。さらに次数当りの演算量が大きいた
め全体として著しい演算量の増加となる。

そこで、ラティス形エコーキャンセラ前段に次数の短い
（フラット遅延の９以上の）適応ＦＩＲ形のエコーキャ
ンセラを配置して適応ラティスフィルタの入力前にフラ
ット遅延を除去することで後段のラティスフィルタの次
数を抑えることができる。

この適応ＦＩＲ形エコーキャンセラにはＬＭＳ法や学習
同定法による適応アルゴリズムを用いる。ここで残差信
号の取り出し位置は適応ラティスフィルタの前方と後方
が考えられる。後方の方が最終消去量は大きく取れるが
、ハードウェアの構成は前方の方が簡単になる。

（実施例） 次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の特許請求の範囲第１項の一実施例であ
る。まずエコーの消去は、次のように行なわれる。

受信入力信号Ｒ，（ｉ）は第１記憶回路５０に入力され
る。たたみ込み回路３０では、第１記憶回路５０の出力
信号と第２記憶回路５１に格納されている。インパルス
応答とをたたみ込んでフラット遅延分の疑似エコーを生
成する。送信入力信号Ｓ、　（ｉＸこの段階では送信す
べき信号とエコー信号が重畳されている。）からフラッ
ト遅延分の疑似エコーを減算回路４０で差し引く。第１
記憶回路でＮタップ分遅れた受信信号Ｒ，（ｉ−Ｎ）と
減算回路４０の出力を一つの入力ベクトルとして適応ラ
ティスフィルタ１０の前進予測誤差入力ｅ。（ｉ）に入
力する。そして適応ラティスフィルタ１０の前進予測誤
差出力ｅＭ（ｔ）では送信すべき信号とエコー信号とが
完全に分離され、送信すべき信号（ただし歪んでいるン
は第１項に、エコー信号が第２項に表れる。そこで第１
項のみを逆ラティスフィルタ２０の前進合成入力ｄＮ（
１）の第１項に入れ、第２項に零を入力する。予測係数
ペクト７１；Ｋｅ（ｉ）、Ｋｒ（ｉ）は適応ラティスフ
ィルタ１０から逆ラティスフィルタ２０に送られる。逆
ラティスフィルタ２０の前進合成出力ｄ。（ｉ）の第１
項には、歪んでいない送信すべき信号だけが表われ、送
信出力信号Ｓ　　（ｉ）として出力されｏｕす る。以上で工５コーが消去される。

ここで前段のＦＩＲ形エコーキャンセラの適応動作は、
適応ラティスフィルタ１０の前進予測誤差ｅＭ（ｉ）第
１項の信号を基に行なっている。この信号と第１記憶回
路の受信信号Ｘ（ｉ）から係数修正回路６０において、
第２記憶回路のインパルス応答Ｈ（ｉ）を修正している
。

第２図は本発明の特許請求の範囲第２項の一実施例であ
る。エコー消去の方法は第１図の説明と同じである。た
だ前段のＦＩＲ形エコーキャンセラの適応動作は適応ラ
ティスフィルタの出力でなく、減算回路４０の出力を基
に第２記憶回路のインパルス応答を修正している。

し発明の効果１ 本発明によれば、演算量の少ない音響エコーキャンセラ
ーを実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明特許請求の範囲第１項による一実施例
を示すブロック図である。第２図は、本発明特許請求の
範囲第２項による一実施例を示すブロック図である。 図において、１・・・適応２チヤネルラテイスフイルタ
、２０・・・２チヤネル逆ラテイスフイルタ、３０・・
・たたみ込み回路、４０・・・減算回路、５０．５１・
・・記憶回路、６０・・・係数修正回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信入力信号の最新のＮ個分を記憶する第１記憶
   回路と、インパルス応答を記憶する第２記憶回路と、前
   記第１記憶回路と前記第２記憶回路の信号をたたみこみ
   疑似エコー信号を生成するたたみこみ回路と、送信入力
   信号から前記たたみこみ回路の出力を引く減算回路と、
   前記第１記憶回路の最も古い受信入力信号を第１入力と
   し前記減算回路の出力を第２入力とする適応２チャネル
   ラテイスフイルタと、前記適応２チャネルラティスフイ
   ルタの第１出力を第１入力とし第２入力を零とし前記適
   応２チャネルラティスフィルタで求めた係数を係数とし
   第１出力を送信出力とする２チャネル逆ラティスフイル
   タと、前記適応２チャネルラティスフイルタの第１出力
   と前記第１記憶回路の過去の受信信号より前記第２記憶
   回路のインパルス応答を修正して前記第２記憶回路に戻
   す係数修正回路とを有することを特徴とするエコーキャ
   ンセラ。
2. （２）請求項１記載のエコーキャンセラにおいて、前記
   適応２チヤネルラテイスフイルタの第１出力の代りに前
   記減算回路の出力によりインパルス応答を修正する係数
   修正回路を有することを特徴とするエコーキャンセラ。