JPH03127518A - 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、電話回線における２線４線変換器において生
しるエコーを消去するエコーキャンセラに関するもので
ある。

従来の技術 近年、電話回線において２線４線変換の際に生しるエコ
ーをエコーキャンセラにより消去することにより通話品
質の改善が行なわれている。

以下図面を参照しながら、上述した従来のエコーキャン
セラについて説明する。

第３図は従来のエコーキャンセラの構成を示すものであ
る。第３図において、１は受信入力端子拡声、２は受信
出力端子、３は送信入力端子受話、４は送信出力端子、
５は２＆９４線変換器、６は受信入力信号を格納するデ
ータメモリ、７はデータメモリ６と同じ数のメモリを持
ちエコー経路の疑似インパルス応答を格納する係数メモ
リ、８はデータメモリ６と係数メモリ７との畳み込み演
算を行ない疑似エコーを合成する畳み込み演算手段、９
は送信人力信号から畳み込み演算８で算出された疑似エ
コーを差し引くことにより送信入力信号に含まれていた
エコー成分を消去する減算手段、１０はデータメモリ６
と減算手段の出力から係数メモリ７の係数を真のエコー
経路のインパルス応答に近づけるよう修正更新する係数
修正器である。

以上のように構成されたエコーキャンセラについて、以
下その動作について説明する。

受信入力端子１から入力された音声信号は、データメモ
リ６にサンプル毎に順次蓄えられる。第４図にデータメ
モリ６、係数メモリ７に記録されているデータの例を示
す。第４図において（ａｌはデータメモリの内容、（ｂ
）は係数メモリの内容を示す。

データメモリ６のメモリ数がＮ（Ｎは整数）の場合、現
在の受信人力信号のサンプル値をＸ、とすると、データ
メモリにはＸ）　、　　ＸＪ−１＋　・・・・・・＋　
　Ｘｊ−１１１が格納される。また、受信出力端子２か
ら出力された受信信号は、２線４線変換器５を通ってエ
コーｙ、として送信入力端子３に戻ってくる。一方、通
話初期においては係数メモリ７には何もデータが入って
いない。つまり、係数メモリ７に蓄えられている疑似イ
ンパルス応答を ｈ　ｏ、　　ｈ　Ｈ＋　＝・・＝＋　ｈ　Ｎ−＋　　と
すると、ｈｏ−ｈ、−・・・・・・、　　＝ｈ、−，＝
０である。

ｊ番目の受信入力信号のサンプル値をｘ、、ｊ番目の２
線４線変換器５を通過した後のエコーをｙＪ、演算手段
７により減算されたあとのｊ番目の出力信号をｅＪ、係
数メモリ７に蓄えられている疑似インパルス応答をｈＪ
、誤差推定係数をαとすると、学習同定法により式（１
）、　（２）、　（３：ｌが成り立つ。

ｅｊ　””１３　　　）’Ｊ　　　　　　　　　　　　
　・・・・・・（１）ｙ、−Σｈ、　・　Ｘｊ−ｉ ・・・・・・（２） α　°　ｅよ　°　Ｘ　Ｊ−４ ｈ、＝ｈ、　　＋　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・・・・（３）ΣＸ　ｊ−ｉ 式（２）に示すように、畳み込み演算手段８の出力であ
る推定値の疑似エコーｙ、は０であり、式（１）のよう
にエコーを打ち消すことはできない。しかし、式（３）
に示すように学習同定法に従い、係数メモリ７に蓄えら
れている疑似インパルス応答は修正され、徐々にエコー
経路に近付いていく。２線４線変ｖＡＷｉ５を通って送
信入力端子３に入ってきたエコーは適応が進むにつれ消
去され、送信出力端子４からはエコーが除去された遠端
話者の音声のみが出力される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、第５図（ａｌに示
すように受信出力端子２および送信入力端子３と２線４
線変換器５迄の距離が近い場合や、同図中）に示すよう
に距離が大きくインパルス応答の前部に長いフラットデ
ィレィを有する場合等の全てに対応するために、フラッ
トディレィ時間の最大値とフラットディレィ直後から応
答が終了するまでの時間を加算した遅延時間を持つ適応
フィルタ（ここでは式（２）、（３）の演算を行なうフ
ィルタを指す）を用いなければならない。しかし、フラ
ットディレィの部分は単なる遅延であるため、この部分
に演算量の大きな適応フィルタを用いる必要はなく、適
応フィルタが必要な範囲はＴｃだけであるにもかかわら
ず、全てに適応フィルタを用いるためハードウェアが大
きくなったり、コストアップになるという欠点があった
。

本発明は上記課題に鑑み、より小さなハードウェアで大
小様々なフラットディレィを持つエコー経路に対応でき
るエコーキャンセラを提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、サンプル毎に受信
入力信号を順次格納していくＮ個（Ｎは整数）のメモリ
からなるデータメモリと、データメモリと同じ個数のメ
モリからなりエコー経路のインパルス応答の推定値を格
納する係数メモリと、係数メモリに格納されているイン
パルス応答のフラントデイレイの長さを検出するフラッ
トディレィ検出手段と、フラットディレィ検出手段で検
出したフラットディレィの長さを基にデータメモリと係
数メモリからＭ個（Ｍ＜Ｎを満たす整数）の受信信号お
よび係数を選択するメモリ制御手段と、メモリ制御手段
により選択されたＭ個の受信信号とＭ個の係数との畳み
込み演算を行ない疑似エコーを合成する畳み込み演算手
段と、送信人力信号から畳み込み演算手段の出力を減算
し送信入力信号に含まれるエコー成分を打ち消す減算手
段と、データメモリから選択されたＭ個の受信信号と減
算手段の出力信号から係数メモリから選択されたＭ個の
係数を修正更新する係数修正手段から構成されている。

作用 この構成によって、係数メモリに格納されているインパ
ルス応答のフラットディレィの長さを検出するフラット
ディレィ検出手段によりフラットディレィの長さが検出
され、メモリ制御手段によりフラットディレィより以降
のＭ個のデータメモリと係数メモリとを選択し、畳み込
み演算手段によりメ七り制御手段により選択されたＭ個
の受信信号とＭ個の係数だけの畳み込み演算を行なうこ
とにより疑似エコーを合成することができる。減算手段
において送信入力信号から疑似エコーを減算し送信入力
信号に含まれるエコー成分を従来と同様に打ち消すこと
ができる。また、係数メモリに格納されているエコー経
路の推定インパルス応答においてもメモリ制御手段で選
択されたＭ個の部分だけを修正すればよく、疑似エコー
を合成するための畳み込み演算および係数メモリの内容
を修正するための演算量をＭ／Ｎに削減でき、従来と同
等のエコー打ち消し量の１）られるエコーキャンセラと
することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図は本発明の一実施例におけるエコーキ
ャンセラの構成を示すものである。

第１図において、１は受信入力端子拡声、２は受信出力
端子、３は送信入力端子受話、４は送信出力端子、５は
２線４線変換器、６は受信入力信号を格納するデータメ
モリ、７はデータメモリ６と同じ数のメモリを持ちエコ
ー経路の疑似インパルス応答を格納する係数メモリであ
り、これらは従来例と同様のものである。１１は係数メ
モリに格納されているインパルス応答のフラットディレ
ィの長さを検出するフラットディレィ検出手段、１２は
フラットディレィ検出手段Ｉｆで検出したフラットディ
レィの長さを基にデータメモリと係数メモリからＭ個（
ＶＡＮなる整数）の受信信号および係数を選択するメモ
リ制御手段、１３はメモリ制御手段１２により選択され
たＭ個の受信信号とＭ個の係数との畳み込み演算を行な
い疑似エコーを合成する畳み込み演算手段、Ｉ４は送信
入力信号から畳み込み演算１３の出力を減算し送信入力
信号に含まれるエコー成分を打ち消す減算手段、１５は
データメモリ６から選択されたＭ個の受信信号と、減算
手段１４の出力信号から、係数メモリから選択されたＭ
個の係数を修正更新する係数メモリ修正手段である。

以上の様に構成されたエコーキャンセラについて、以下
その動作を説明する。

受信入力端子１から入力された音声信号は、データメモ
リ６にサンプル毎に順次蓄えられる。第４図に示すよう
にデータメモリ６のメモリ数がＮ（Ｎは整数）の場合、
現在の受信人力信号のサンプル値をＸ、とすると、デー
タメモリにはＸ。

Ｘｊ−１＋　・・・・・・＋　　Ｘ　ｊ−Ｎ、１が格納
される。また、受信出力端子２から出力された受信信号
は、２線４線変換器５を通ってエコーｙＪとして送信入
力端子３に戻ってくる。以上は従来例と同様の動作であ
る。

通話初期においてはフラットディレィ検出手段１１はフ
ラットディレィを０として出力する。そこで、メモリ制
御手段１２はデータメモリ６のＩ４　ｒ　　ｘｊ−１＋
　・・・・・・、　　Ｘ　ｊ−ＭＨＩおよび係数メモリ
のｈｏ、ｈ、、・・・・・・、ｈＭ−１を選択している
。換言すれば、受信人力信号の最新データχ、から過去
Ｍサンプルのデータとこれに対応した現在から過去Ｍサ
ンプルのインパルス応答に対応する係数データｈ０．ｈ
、、・・・・・・＋　　ｈＭ−１を選１尺している。

第２図にインパルス応答を示す。同図において（ａ）は
エコー経路の真のインパルス応答、い）は通話初期の係
数メモリ内のインパルス応答、（Ｃ）はフラットディレ
ィＤＩを考慮した係数メモリ内のインパルス応答である
。第２図に示すように、Ｍはインパルス応答のフラット
ディレィより大きなデイレイを含むように設定する。通
話初期においては係数メモリ７から選択されたＭ個のメ
モリには何もデータが入っていない。つまり、選択され
たＭ個のメモリに蓄えられている疑似インパルス応答を
ｈｏ、ｈ、、　・・・・・・、ｈ□１　とすると、ｈ０
＝ｈ、−・・・・・・＝ｈ、ｘ−＋　＝　０である。

ｊ番目の受信入力信号のサンプル値をｘｊ、ｊ番目の２
線４線変換器５を通過した後のエコーをｙＪ、演算手段
１４により減算されたあとのｊ番目の出力信号をｅＪ、
係数メモリ７に蓄えられている疑似インパルス応答をｈ
Ｊ、誤差推定係数をαとすると、学習同定法により弐（
４）、　（５）、　（６）が戊り立つ。

６Ｊ　＝ｙ、　　　７゜ ｙ、−Σｈ、・Ｘｊ−ｉ ・・・・・・（４） ・・・・・・（５） 式（５）に示すように、畳み込み演算手段１３の出力で
ある推定値の疑似エコーｙ、はＯであり、エコーを打ち
消すことはできない、しかし、弐（６）に示すように学
習同定法に従い、係数メモリ７に蓄えられている疑似イ
ンパルス応答のうちＭ個の係数は修正され、徐々にエコ
ー経路に近付いていく、この過程は従来例の初期適応の
動作とほぼ同様である。

しかし、第２図に示すようにＭ個の係数では、真のエコ
ー経路のインパルス応答を模擬できないためエコーを十
分打ち消すことができない。そこで、フラットディレィ
検出手段１１ではＭ個の係数からフラットディレィＤｉ
を検出し、メモリ制御手段１２においてデータメモリ６
および係数メモリ７の（Ｄｉ−Ｋ）番目からＭ個のデー
タ（Ｘ　Ｊ−０１＋に＋　Ｘ　ｊ−ＤＩ＋に−１＋　”
””＋　Ｘ　ｊ−ＤＩ１ｌｌｌ）と係数（ｈ　＋＋＋＊
ｘ−ｈ　ＤＩＩＫ−１−”””ｌ　ｈ　Ｄ＋＋に−１，
）を選択する。

ただし、Ｋは誤動作を防止するためのマージンである。

新しく選択されたＭ個の係数について修正を繰り返すこ
とによりエコー打ち消しがさらに精度良く行なわれる。

つまり係数メモリ７に蓄えられているインパルス応答が
真のインパルス応答に近付き、フラットディレィもより
精度良く求められる。フラットディレィ検出手段１１で
は係数（ｈ　ｏ＋　＊ｔ、　ｈ　ｏ＋　＋１１＋・・・
・・・、　　ｈｏ＋＋ｘ−ａ＋、１）から更にフラット
ディレィＤ２を検出し、メモリ制御手段１２は（Ｄ＋＋
ｏ２−Ｋ）番目からＭ個のデータ（Ｘｊ−ＤＩ−Ｄｉｌ
Ｌにｊ−ＤＩ−１１２・Ｋ−１＋　”””＋Ｘｊ−ＤＩ
−０２＊Ｘ−Ｍｌ）と係数（ｈｏ＋＋ｏｚ＋ｗ、ｈｎ＋
＋ｏｘ＊ｇ−＋、・・・・・・＋ｈ０．Ｄ＠ｍＫ−□１
〉を選択する。順次以上の手順を繰り返すことによりフ
ラットディレィが距離に求められエコーを十分打ち消す
ことができるようになる。

以上のように本実施例によれば、係数メモリ７に格納さ
れているインパルス応答のフラットディレィの長さを検
出するフラットディレィ検出手段１１によりフラットデ
ィレィの長さが検出され、メモリ制御手段１２によりフ
ラットディレィより以降のＭ個のデータと係数とを選択
し、畳み込み演算手段１３によりメモリ制御手段１２で
選択されたＭ個の受信信号とＭ個の係数だけの畳み込み
演算を行なうことにより疑似エコーを合成することがで
きる。また、減算手段１４において送信入力信号から疑
似エコーを減算し送信人力信号に含まれるエコー成分を
従来と同様に打ち消すことができる。また、係数メモリ
７に格納されているエコー経路の推定インパルス応答に
おいてもメモリ制マ■手段１２で選択されたＭ個の部分
だけを修正スレハよく、疑似エコーを合成するための畳
み込み演算および係数メモリの内容を修正するための演
算量をＭ／Ｎに削減でき、従来と同等のエコー打ち消し
量の得られるエコーキャンセラとすることができる。

発明の効果 本発明は以上のように構成されているので、以下に記載
されるような効果を発揮する。

係数メモリに格納されているインパルス応答のフラット
ディレィの長さを検出するフラットディレィ検出手段に
よりフラットディレィの長さが検出され、メモリー制御
手段によりフラットディレィより以降のＭ個のデータメ
モリと係数メモリとを選択し、畳み込み演算手段により
メモリ制御手段により選択されたＭ個の受信信号とＭ個
の係数だけの畳み込み演算を行なうことにより疑似エコ
ーを合成することができる。減算手段において送信入力
信号から疑似エコーを減算し送信入力信号に含まれるエ
コー成分を従来と同様に打ち消すことができる。また、
係数メモリに格納されているエコー経路の推定インパル
ス応答においてもメモリ制御手段で選択されたＭ個の部
分だけを修正すればよく、疑似エコーを合成するための
畳み込み演算および係数メモリの内容を修正するための
演算量をＭ／Ｎに削減でき、従来と同等のエコー打ち消
し量の得られるエコーキャンセラとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の一実施例における係数メモリ内のインパ
ルス応答波形図、第３図は従来のエコーキャンセラの構
成を示すブロック図、第４図はメモリに記録されている
データの説明図、第５図はメモリマツプである。 ｌ・・・・・・受信入力端子、２・・・・・・受信出力
端子、３・・・・・・送信入力端子、４・・・・・・送
信出力端子、５・・・・・・２線４線変換器、６・・・
・・・データメモリ、７・・・・・・係数メモリ、１１
・・・・・・フラットディレィ検出手段、１２・・・・
・・メモリ制御手段、１３・・・・・・畳み込み演算手
段、１４・・・・・・減算手段、１５・・・・・・係数
メモリ修正手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サンプル毎に受信入力信号を順次格納していくＮ個（Ｎ
   は整数）のメモリからなるデータメモリと、前記データ
   メモリと同じ個数のメモリからなりエコー経路のインパ
   ルス応答の推定値を格納する係数メモリと、前記係数メ
   モリに格納されているインパルス応答のフラットディレ
   ィの長さを検出するフラットディレィ検出手段と、前記
   フラットディレィ検出手段で検出したフラットディレィ
   の長さを基に前記データメモリと前記係数メモリとから
   Ｍ個（Ｍ＜Ｎなる整数）の受信信号および係数を選択す
   るメモリ制御手段と、前記メモリ制御手段により選択さ
   れたＭ個の受信信号とＭ個の係数との畳み込み演算を行
   ない疑似エコーを合成する畳み込み演算手段と、送信入
   力信号から前記畳み込み演算手段の出力を減算し送信入
   力信号に含まれるエコー成分を打ち消す減算手段と、前
   記データメモリから選択されたＭ個の受信信号と前記減
   算手段の出力信号から前記係数メモリから選択されたＭ
   個の係数を修正更新する係数修正手段とを備えたことを
   特徴とするエコーキャンセラ。