JPH03133219A - 高安定性エコーキャンセラ - Google Patents

高安定性エコーキャンセラ

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JPH03133219A
JPH03133219A JP27209889A JP27209889A JPH03133219A JP H03133219 A JPH03133219 A JP H03133219A JP 27209889 A JP27209889 A JP 27209889A JP 27209889 A JP27209889 A JP 27209889A JP H03133219 A JPH03133219 A JP H03133219A
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JP
Japan
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tap
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Pending
Application number
JP27209889A
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English (en)
Inventor
Rezaa Ashiyarifu Mohamatsudo
モハマッド・レザー・アシャリフ
Fumio Amano
文雄 天野
Yoshihiro Sakai
坂井 良広
Shigeyuki Umigami
重之 海上
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

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】 〔発明の概要〕 周波数領域の高安定性音響エコーキャンセラに関し、 PBAF−AIFDアルゴリズムの収束特性を改善する
ことを目的とし、 人力信号の高速フーリエ変換部、該変換部の出力に対し
折り畳み演算を行なうコンボリューション処理部、該処
理部の出力に対し高速逆フーリエ変換を行なって疑似エ
コーを出力する高速逆フーリエ変換部、該疑似エコーと
実エコーとの差のエラー信号を受けてコンボリューショ
ン処理部のタップ係数の更新を行なう更新処理部を有す
るエコーキャンセラにおいて、該更新処理部を、エラー
信号を受ける高速フーリエ変換部、該変換部の出力と遅
延させた前記入力信号との積を求める相関部、相関部の
出力に対する高速逆フーリエ変換部、該変換部の出力を
受けてタップ係数の更新を行ないそして0挿入を行なう
タップ調整と0挿入処理部、該処理部の出力に対して高
速フーリエ変換を行なって得た更新タップ係数をコンボ
リューション処理部へ出力する高速フーリエ変換部、で
構成した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、周波数領域の高安定性音響エコーキャンセラ
に関する。
音響エコーキャンセラは、テレビ会議システムやハンド
フリー電話機などで用いられる。テレビ会議システム1
に用いるエコーキャンセラでは300m5などの長いイ
ンパルス応答が必要で、このため、時間領域の適応FI
Rフィルタを用いると4000タツプなどの多数のタッ
プ係数が必要で、計算量も多い、この点、本発明者等が
開発した周波数領域分割処理(PBAF ; Freq
uency Bin Adapti−ve Filte
ring)によるエコーキャンセラは、時間領域直接処
理型に較べて約174のハードウェア量で済み、計算量
も減少する。そして伝送遅延も、従来の周波数領域適応
フィルタ(FDAF)と比べて大幅に減少する。本発明
はこのFBAPの改良に係るものである。
〔従来の技術〕
第7図にFBAFの要部構成を示す。テレビ会議システ
ムでは相手会議室からの音声信号である受信信号X(n
)は、エコー経路(自会話室)に入ってスピーカを鳴ら
しし、そして自会議室のマイクから入力された音声信号
(エコーとなるスピーカの音も含まれる)d(9)が減
算器88で、エコーキャンセラの出力(疑似エコー)を
減算され、残り(相手会議室へ送信すべき音声信号と残
留エコー)e(2)が相手会議室へ送出される。
エコーキャンセラは受信信号から予測信号(疑似エコー
)を生成するもので、この予測信号が真のエコーに可及
的に一致するようにフィルタのタップ係数を制御する(
適応フィルタリング)。第7図の左半分82〜87が予
測信号の生成部、右半分89〜93がタップ係数制御部
である。
N′サンプルオーバラップ部82では入力信号X (n
)をN′サンプルづつ一度にシフトしてオーバさせ、2
N’個の系列を作る。こ\でN′は、音響エコーのイン
パルス応答のサンプル数NをN′サンプルずつのにブロ
ックに分けたもの、即ちN′=N/にである。これを2
N’ポイントFFT部83で高速フーリエ変換し、各複
数段の遅延回路84?〜84讐−1,・・・・・・ 8
4?N−1〜84=〒、;1へ出力する。遅延回路の各
段(入力信号のサンプリング数nに対応して遅延させる
)の出力は乗算器で係数W:、。〜w、、 IF−1+
 m、 we、 o−’−W:+ x::を乗算され、
その結果(積)が加算器85゜〜85!N−1で積算さ
れる。このFIRフィルタリング処理部94の出力は2
N’ ポイントIFFT部86で高速逆フーリエ変換し
、後半のN″サンプル部87で、前半のN′サンプルを
除いて後半のN′サンプルを採り、これを疑似エコーと
して減算器88へ出力する。
減算器88の出力eQc)は相手側へ送出されると共に
、前半N′サンプルへのO挿入部89へ入力して、後半
へN′個のOを挿入されて2N’個になり、2N’ポイ
ントFFT部90へ入って高速フーリエ変換される。こ
のFFT部90の後に相関部91があり、これはに群の
乗算器918〜N゛ポイントFFT部90の出力と、処
理部94の各遅延段の出力(*印で示す)と乗算する。
乗算結果は2N’ ポイントIFFT部92゜〜92に
−1で高速逆フーリエ変換され、その結果の前半N′個
と後半に詰め込まれるN゛個のOとが2N’ポイントF
FT部93゜〜9311−1に入力し、こ−で高速フー
リエ変換される。各FF7部93゜〜93に−1の出力
が、前記りy フ係数WxFo、 〜w:ro;”・・
・・・・、w、、’、、〜wH九::である。
相関部91ではFFT90で周波数領域へ変換されたエ
ラー信号e(9)に、遅延された入力信号X (n)を
乗算する。この結果がIPFT92で時間領域へ変換さ
れ、60挿入してFFT93で再び周波数領域へ変換さ
れ、タップ係数となる。
この第7図のFBAFではF F TSIFFT部にハ
ーフオーバラップ型の構成を採るので所要演算量を削減
でき、インパルス応答の分割ブロック長とタップ係数適
応制御のブロック長を1:1に対応させ、その長さは自
由に選定することができるから柔軟な構成であり、遅延
N′ も小さ(なる。
ントの半分にOを挿入する必要がある。この投影を、F
BAPアルゴリズムにおける拘束(constrain
t)アプローチとよぶ、グラジェントベクトルへの拘束
を行なったのち、周波数領域へ戻って、投影グラジェン
トベクトルに比例かつ逆極性でタップ係数ベクトルを適
応させる。この方法は周波数領域における適応(Adp
tation In Frequency DoIII
ainHAIFD)と呼ぶ。AIFDにおいては、タッ
プ調整は次式で行なわれる。
W@(k+l) −w*Qc)−μFFT [,仮)、
O,O,・・・01・・・・・・(1) このAIFD法に対するコンピュータシミュレーション
結果を第6図に示す、こ−ではN’=64゜K−4,μ
−〇、01としており、そしてエコーバスE、 Pのイ
ンパルス応答は次の128サンプルを持つ。
〔発明が解決しようとする課題〕          
 こ−でRiは±1の間のランダム数であり、δこの第
7図のFBAFでは、グラジェント(gradま  は
デイラックのデルタ関数である。
たは)ベクトルを時間領域へ投影し、そのボイ   第
6図から明らかなように、このアルゴリズムは一度収束
するが、その後発散する傾向がある。
事実、シミニレ−ジョンを続けると発散して、最初のポ
ジションへは決して戻らない。これは、周波数領域での
エコーキャンセルの欠点である。この問題は、FBAF
アルゴリズムに起因するというよりは、既知のFDAF
アルゴリズム(こ−ではに=1)に起因するものであり
、そして計算量の著しい減少というFBAFまたはFD
AFの有益性を損ねるものである。この問題は、実際に
作られたエコーキャンセラのハードウェアでまたそのソ
フトウェアのシミュレーション結果で見出されている。
本発明は、このFBAF−^IFDアルゴリズムの収束
特性を改善することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図に示すように本発明では、IFFT部92で高速
逆フーリエ変換して時間領域へ変換した相関部91の出
力でタップ調整する。この調整された時間領域のタップ
係数にO挿入し、然るのちFFT部93で拘束フーリエ
変換する。このタップ調整と0挿入処理部をブロック1
0で示す。FFT部93の出力は新タップ係数であり、
これをコンボリューション(FIRフィルタリング)処
理部94で使用する。
全図を通常してそうであるが、この図の他の図と同じ部
分には同じ符号が付しである。既提案のものと比べて本
発明が異なる点は、タップ調整位置である。
〔作用〕
このように本発明では、グラジェントベクトルに対して
O挿入しFFTして周波数領域へ戻る代りに、時間領域
でタップ調整し、調整された時間領域のタップ係数にO
挿入し、FFTして周波数領域へ戻し、得られた新タッ
プ係数を直接コンボリューション演算で使用する。この
方法を^ITD(Adaptation in tim
e domain)と呼ぶことにする。
第2図にAITD法のコンピュータシミュレーション結
果を示す。こ−では状態は第6図と同じにしている0図
から分るように、へITD法では収束後の収束特性の悪
化はない。この^l↑口法は安定であり、周波数領域の
適応フィルタリングに対し、^IFD法と比べて、FB
AFに有望な方法である。
〔実施例〕
第4図に本発明の実施例を示す。タップ調整及び0挿入
部10(。〜ト、は相互を区別する添字で、適宜省略す
る)は減算器12と遅延素子14を各ポイントに対して
有し、次式で示されるタップ係数の更新を行なう。
w s (k+ 1) = w 、(ト)−μ(9) 
     ・・・・・・(3)鴇瀾=FPT[Wm(k
)、0,0.・・・・・・01     ・・・・・・
(4)こ\でwe(k+l) 、w、(k)は更新前、
後の時間領域でのタップ係数、Wm(k)は周波数領域
でのタップ係数で第5図でWえ、2などと表わしたもの
である。μはステップサイズであり、、(ト)はIFF
T 92からの入力、0,0.・・・・・・0は0挿入
したN′個の0である。、(ト)にステップサイズμを
掛け、コレをWmmck)から引いたものをwe(k+
l)とし、w。
(ト)にO挿入したものをFFTして新タップ係数W。
(9)とする。
^ITD法では、安定度改善の他に、計算量が一層低減
する。即ち、AIFDでは1タツプ係数更新に2N′回
の加算操作が必要であるが、AITDではN′回の加算
操作でよい(時間領域では実部だけの演算でよいが、周
波数領域では実部と虚部の演算が必要)。
第2図、第6図では入力に白色雑音を使用しておりそし
て(1)式、(3)式〇μは定数としている。人力が音
声である(これは強い相関性を持つ)と、収束は遅くな
る。この問題には、タップ係数調整のステップサイズμ
を正規化するとよい。次式に正規化要領を示す。
・・・・・・(6) ニーでαは定数、σ1”(k)は第1番の周波数区分(
bin)のパワー、βは0〜l内の忘れ係数である。
パワーは周波数領域で計算されるから、パワーによる正
規化は周波数領域で行なう、即ちエラーと入力信号との
乗算の直後で行なう(こ\ではAtTDを用いるけれど
も)。
入力信号が音声信号である場合の収束特性を第3図に示
す。この例では、エコー経路のインパルス応答は400
0サンプルを有する。α=1.β=0゜8、N’=12
8.に=32である。白色雑音の場合に比べて収束は遅
いが、収束後の発散はないのは第2図と同様である。同
じ条件でμ=0.0002とした、即ちμの正規化を行
なわなかった所、この第3図の時間(最大12秒)では
収束が見い出せなかった。
FFTの計算、ベクトル乗算、加算は具体的にはベクト
ルシグナルプロセッサ■SPで行なう。
第5図にそのハードウェアを示す。VSPには例えばZ
 R34161(ZORAN−VSP)を用い、これは
1指令では128、ポイントFFTを237.!/Se
cで実行できる。VSP#1はマスクプロセッサで、主
バスBUS#1とRAMを通して他のVSPの処理デー
タを収集し、またこれはV S P#3〜#12と同じ
タスクを実行する。VSP#2は入力FFTを計算する
。デジタルシグナルプロセッサDSPは送信T1受信R
,スピーカSP、マイクMIKなどのデータ処理とイン
タフェース機能を実行する。この装置はマルチプロセッ
サシステムになっており、データ等の授受はデュアルポ
ートラムDPRを介して行なうようにして処理能力を向
上させている。FFTのサイズは本例では256ポイン
ト、遅延回路の段数(遅延線のタップ数)は33で、V
SP#3.#4.・・・・・・等は3タツプの分の計算
を行なう。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、周波数領域の適応
フィルタの収束特性を安定化することができる。
エコーキャンセラにおいて、計算負荷と伝送遅延の減少
のためにFBAFが提案されたが、本発明は安定な特性
を得るためのそのタップ調整位置の新しい方法即ち時間
領域でのタップ調整を提示する。
また本発明ではステップサイズを対応する周波数bin
のパワーにより正規化し、これによりAITOアルゴリ
ズムにおける相関度の高い音声入力信号に対する収束を
速めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図および第3図は本発明での収束特性例を示すグラ
フ、 第4図は本発明の実施例を示すブロック図、第5図は第
4図を実現するハードウェアを示すブロック図、 第6図は既提案方式の収束特性を示すグラフ、第7図は
FBAFの要部構成を示すブロック図である。 第1図でX (n)は入力信号、dQc)はエコーパス
出力信号、83はFFTブロック、94はコンボリュー
ション処理部、86はIFPT部、e(ト)はエラー信
号、91は乗算器、92はIPPT部、10はタップ調
整と0挿入処理部、93はFFT部である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力信号(X(n))の高速フーリエ変換部(83
    )、該変換部の出力に対し折り畳み演算を行なうコンボ
    リューション処理部、該処理部の出力に対し高速逆フー
    リエ変換を行なって疑似エコーを出力する高速逆フーリ
    エ変換部(86)、該疑似エコーと実エコーとの差のエ
    ラー信号(e(k))を受けてコンボリューション処理
    部のタップ係数の更新を行なう更新処理部を有するエコ
    ーキャンセラにおいて、 該更新処理部を、エラー信号を受ける高速フーリエ変換
    部(90)、該変換部の出力と遅延させた前記入力信号
    との積を求める相関部(91)、相関部の出力に対する
    高速逆フーリエ変換部(92)、該変換部(92)の出
    力を受けてタップ係数の更新を行ないそして0挿入を行
    なうタップ調整と0挿入処理部(10)、該処理部(1
    0)の出力に対して高速フーリエ変換を行なって得た更
    新タップ係数をコンボリューション処理部へ出力する高
    速フーリエ変換部(93)、で構成したことを特徴とす
    る高安定性エコーキャンセラ。 2、タップ調整と0挿入処理部(10)が次式で示され
    るタップ係数更新を行ない、 w_m(k+l)=w_m(k)−μ▽_m(k)W_
    m(k)=FFT〔w_m(k),0,0,・・・0〕
    こゝでw_mは時間領域でのタップ係数、W_mは周波
    数領域でのタップ係数、μはステップサイズ・ステップ
    サイズμを周波数区分のパワーで正規化することを特徴
    とする請求項1記載の高安定性エコーキャンセラ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013128783A1 (ja) * 2012-03-01 2013-09-06 日本電気株式会社 デジタル信号処理装置、受信装置、及び信号送受信システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013128783A1 (ja) * 2012-03-01 2013-09-06 日本電気株式会社 デジタル信号処理装置、受信装置、及び信号送受信システム
JPWO2013128783A1 (ja) * 2012-03-01 2015-07-30 日本電気株式会社 デジタル信号処理装置、受信装置、及び信号送受信システム
US9385766B2 (en) 2012-03-01 2016-07-05 Nec Corporation Digital signal processing device, receiving device, and signal transmitting and receiving system

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