JPH0465922A - エコーキャンセラー - 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】 〔概　　　要〕 拡声電話機等に適用されるエコーキャンセラーに関し、 動作開始時から正常なエコー消去を行うことができるエ
コーキャンセラーを実現することを目的とし、 エコー経路の直接音によるインパルス応答に相当するフ
ィルタ係数を記憶した初期値メモリと、受信信号及び送
信信号から該エコー経路の特性を推定して擬似エコーを
生成しこれをエコー成分から差し引くことによって該送
信信号から該エコー成分を消去する適応フィルタであっ
て動作開始から一定期間中だけ該フィルタ係数を入力す
るものとを備え、該初期値メモリが、該一定期間経過後
は該適応フィルタのフィルタ係数によって更新されるよ
うに構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はエコーキャンセラーに関し、特に拡声電話機等
に適用されるエコーキャンセラーに関するものである。

拡声電話機等においては、電話機筐体にスピ−カ及びマ
イクを収容し相手側音声を拡声して用いるためスピーカ
からマイクへ廻り込む音量が大きく、そのままではハウ
リングが発生する。

従って、スピーカからマイクへの音響結合を低減させる
ためのエコーキャンセラーが必要となる。

〔従来の技術〕

第４図は従来から用いられているエコーキャンセラーを
示しており、このエコーキャンセラーでは、適応フィル
タ２において受信信号Ｒ４ｎをサンプリングして取り込
み、この取り込んだ受信信号Ｒｉｎをサンプリングする
毎に各遅延素子２５で遅延させ、更にその出力にタップ
２４のフィルタ係数を乗算し、これらの乗算結果を加算
器２３で加算して畳み込むことによりスピーカ１１から
マイク１２への音響エコー経路の特性（インパルス応答
）を推定してマイク入力Ｓｉｎ中のエコー成分Ｓを打ち
消すための擬似エコーＳ′を生成している。

そして、このエコー経路の特性の推定に当たっては送信
信号５ｏｕｔをフィードバンクして係数修正回路２１で
フィルタ係数の修正を行い、係数メモリ２２で所望のフ
ィルタ係数を読み出して対応する各タップ２４を修正し
、送信信号５ｏｕｔ中のエコー誤差成分が最小になるよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、拡声電話機の様に音響系のエコーを消去する
ためにエコーキャンセラーを用いる場合、エコー経路の
インパルス応答が長いためこれに対応してエコーキャン
セラー内の適応フィルタ２は長いタップを持つ必要があ
る。

一方、タップが長くなるほど適応フィルタの適応速度は
遅くなり、例えばエコーキャンセラーのエコー消去能力
を表す値として［エコー消去量ＥＲＬＥＪ　　（Ｓｉｎ
と５ｏｕｔの電力比）を用い、エコーキャンセラーの初
期状態からの変化を示すと第５図の様になる。

即ち、エコーキャンセラーの動作開始後の初期状態では
タップ２４のフィルタ係数が零であるためエコー消去量
は零であり、時間の経過に伴って増大しエコー消去に充
分な通話開始状態に達するまでに数秒を要する。

従って、それまでのエコー消去量が不十分な状態ではハ
ウリングが生したり、消去し切れないエコーが大きいた
め通話品質が大きく劣化する。

この様な問題を避けるためには、第６図に示す様に、通
話開始時にはエコーキャンセラーの受信信号Ｒ４ｎに白
色雑音発生回路３０から白色雑音信号をトレーニング信
号として入力して適応フィルタのフィルタ係数を進め、
エコー消去量が充分な値に達したら通話状態に切り換え
ることが考えられるが、この方法では通話を始める際に
スピーカから白色雑音が送出されてしまうと共に通話状
態になるまで待たされるという問題があった。

そこで、本発明は動作開始時から正常なエコー消去を行
うことができるエコーキャンセラーを実現することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

拡声電話機等のスピーカーマイク間の音響結合の要因は
第２図に示す様に直接音と残響音とに大別される。直接
音はスピーカ１１から出た音が拡声電話機の筐体や空間
を伝わって直接マイク１２に達する音であり、また残響
音はスピーカ１１から出た音が拡声電話機の置かれた部
屋の壁Ｗ、床Ｆ２天井Ｃ等に反射してマイク１２に戻っ
て来る音である。

これらの直接音と残響音を比較すると次の様な性質があ
る。

■直接音はスピーカ１１、マイク１２の音響的特性やス
ピーカーマイク間距離及び電話ａ筺体の音響的特性によ
って決まり、周囲環境の条件に無関係であるのに対し、
残響音は部屋の寸法や壁の材質及び拡声電話機の置かれ
ている位置等周囲条件の影響を受けるため測定し難い。

■直接音はスピーカ１１からマイク１２へ至近距離で到
達する音であるため、余り減衰しないが、残響音は空間
を伝達する経路が長いことや反射経路を含んでいるため
減衰量が大きい。従って、直接音と残響音の大きさを比
較すると残響音に対して直接音が温かに大きい。

そして、エコーキャンセラーは、直接音によるエコー経
路の特性（インパルス応答）Ｇｄと残響音によるエコー
経路の特性（インパルス応答）Ｇｒの和Ｇを一つのエコ
ー経路特性（インパルス応答）として捉え、これに対し
て推定・制御を行うものであるが、本発明者は、残響音
に比べて音の大きい直接音に着目し、更に電源オンによ
る動作初期の一定期間中はこの直接音により予め求めた
インパルス応答（Ｇｄ）に相当するフィルタ係数を適応
フィルタ２が用いるようにするため、第１図に示すよう
に、このフィルタ係数を予め記憶した初期値メモリ１を
設けることに着目した。

但し、初期値メモリ１の記憶内容を固定した場合（本出
願人による特願平１−１６７３９５号）では、温度変化
や構造の歪み等でＧｄが変化した場合には、その初期値
メモリ１が与える初期値は必ずしも最適なものとはなら
ない。

そこで、初期値メモリｌが、動作初期の一定期間経過後
は適応フィルタ２のフィルタ係数によって更新されるよ
うにしている。

〔作　　　用〕

本発明においては、電源オンによる動作開始の一定期間
中に初期値メモリ１からフィルタ係数を適応フィルタ２
にロードし、これを初期値として適応動作を開始する。

この場合の適応動作開始時点のエコー消去量は、第５図
に示す通話開始時点のエコー消去量に対応している。

この時点で音響エコー経路特性（インパルス応答）と適
応フィルタ２が有するフィルタ係数（インパルス応答）
との誤差は残響音によるエコー経路の成分（Ｇｒ）であ
り、上述の様にＧｒは減衰によって小さくなるからその
誤差は小さく、従って初期状態においても比較的大きな
エコー消去量が得られる。

そして、この初期値メモリ１は、動作開始の一定期間が
経過した後は、適応フィルタ２から絶えずフィルタ係数
を受けて記憶内容を更新している。

従って、その後、エコーキャンセラーが電源オフとなり
、電源オンになっても、今度は最新のフィルタ係数が初
期値メモリ１に記憶されているので、前回の適応動作中
に温度変化や構造の歪み等でＧｄが変化した場合でも今
回の動作開始後の一定期間中は最適なフィルタ係数が得
られることとなる。

従って、初期値メモリ１に予め用意したフィルタ係数は
最初の動作開始時に用いられるだけであり、その後は、
逐次変化したフィルタ係数が初期値として用いられるこ
ととなる。

〔実　施　例〕

第３図には本発明に係るエコーキャンセラーの一実施例
が示されており、この実施例では、適応フィルタ２にお
いて第４図の従来例に加えて、初期値メモリ１又は係数
修正回路２１の出力を選択する切替回路２６と、この切
替回路２６を制御するためのオン／オフ信号を出力する
タイマ回路２７と、係数メモリ２２のフィルタ係数をメ
モリ１に与えるためのスイッチ２８とを含んでいる。尚
、初期値メモリ１には、予めマイク−スピーカ間の直接
音のインパルス応答Ｇｄを測定してその値を書き込んだ
不揮発性メモリを用いている。

動作においては、まず動作開始時にエコーキャンセラー
の電源が投入されると、タイマ回路２７が働き、このタ
イマ回路２７がタイム・アップするまで切替回路２７が
メモリｌからフィルタ係数の初期値を読み出し、係数メ
モリ２２に転送する。

これにより、各タップ２４はフィルタ係数の初期値が設
定され、通話開始から定常会話時のようなエコー消去量
が得られる。

そして、通話開始から一定時間が経過してタイマ回路２
７がタイム・アップすると、切替回路２６は今度は係数
修正回路２１からの修正係数値を係数メモリ２２に転送
し通常の適応フィルタ動作に移行する。

また、通話開始から一定時間中は、タイマ回路２７から
切替回路２６への制御信号によりスイッチ２８はオフ状
態になっているが、タイマ回路２７のタイム・アップ後
はタイマ２８がオンとなり、係数メモリ２２のフィルタ
係数をメモリ１に絶えず上書きして最新の状態に更新す
る。

従って、次に電源オンとなるときには、前回の最後に更
新されて記憶された最新のフィルタ係数が一定時間中、
係数メモリ２２に与えられることとなる。

尚、図示のように、送信信号５ｏｕｔと受信信号Ｒｉｎ
とにより後者に比して前者が充分大きいときにはダブル
トーク状態であると判定するダブルトーク検出回路２９
を設け、タイマ回路２７からの出力が動作開始から一定
期間を経過し且つダブルトーク検出回路２９がダブルト
ーク状態を検出していないときのみスイッチ２８を閉し
てメモリ１を更新させるようにすればダブルトーク状態
での好ましくないフィルタ係数を残さずに済むことにな
る。

〔発明の効果〕

本発明に係るエコーキャンセラーによれば、絶えず最新
のフィルタ係数を記憶している初期値メモリにより動作
開始時から一定期間中は定常通話時のようなフィルタ係
数が適応フィルタに与えられるように構成したので、温
度変化や構造の歪み等による直接エコー経路の変動があ
っても電話の使用開始から大きなエコー消去量を得るこ
とができ、電話機使用開始時のトレーニングを不要とし
、またトレーニング用白色雑音送出による不快感や待ち
時間なしで通話を開始することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエコーキャンセラーの原理ブロッ
ク図、 第２図は本発明の詳細な説明するための図、第３図は本
発明に係るエコーキャンセラーの一実施例を示すブロッ
ク図、 第４図は従来例を示すブロック図、 第５図はエコー消去量の時間的変化を示すグラフ図、 第６図はエコーキャンセラーの初期トレーニングを説明
するための図、である。 第１図において、 １・・・初期値メモリ、 ２・・・適応フィルタ。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エコー経路の直接音によるインパルス応答に相当するフ
   ィルタ係数を記憶した初期値メモリ（１）と、受信信号
   及び送信信号から該エコー経路の特性を推定して擬似エ
   コーを生成しこれをエコー成分から差し引くことによっ
   て該送信信号から該エコー成分を消去する適応フィルタ
   （２）であって動作開始から一定期間中だけ該フィルタ
   係数を入力するものと、 を備え、該初期値メモリ（１）が、該一定期間経過後は
   該適応フィルタ（２）のフィルタ係数によって更新され
   ることを特徴としたエコーキャンセラー。