JPH05327559A

JPH05327559A - エコーキャンセラ

Info

Publication number: JPH05327559A
Application number: JP4147963A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Iizuka; 茂飯塚; Yotaro Hachitsuka; 陽太郎八塚
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-12-10
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: US5315585A; JP2853455B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＣＭ回線などで発生した量子化雑音や過負
荷雑音などのある回線においても、優れた収束特性及び
エコー消去能力を有するディジタルインターフェースを
持ったエコーキャンセラを提供することを目的とする。【構成】送信出力用減算器７と、フィルタ係数更新用
減算器２３と、エコーパスからのエコーに対する推定エ
コーを生成するエコー推定器６の出力を基に送信入力信
号との差が最小となる最適推定エコー求め出力する非線
形量子化処理器２４とを新たに設け、送信入力信号から
最適推定エコーを送信出力用減算器７にて差し引き残留
エコーとして遠端話者に送出し、フィルタ係数更新用減
算器２３にて送信入力信号から推定エコーを差し引き、
それをエコー推定器６に入力して適応フィルタのフィル
タ係数を更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長距離電話回線などの
回線エコーやＴＶ会議システムなどの音響エコーを消去
することができるエコーキャンセラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ここでは、電話回線におけるエコーキャ
ンセラを中心に従来技術について説明する。図１は、６
４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭインタフェースを持った従来のエ
コーキャンセラ１を用いたＰＣＭ電話回線の基本構成図
を示したものである。エコーキャンセラ１の受信入力端
子２、受信出力端子３、送信入力端子５及び送信出力端
子９はそれぞれ８ビット、８ｋＨｚサンプリングのＰＣ
Ｍインターフェースで接続され、エコーキャンセラ内で
はディジタル処理されることを前提とする。ここで、非
線形量子化された通常の８ビットＰＣＭをＰＣＭ信号、
線形量子化されたディジタル信号を線形ＰＣＭ信号と呼
ぶ。端子３を介して受信出力信号として出力されたＰＣ
Ｍ遠端話者信号はＰＣＭ復号器１５によりアナログに変
換された後、２線４線変換器４を介して端子１７から近
端話者に伝送される。このとき、２線４線変換器４を介
して１部が送信側回線に漏れ込み、ＰＣＭ符号器１６を
介して遠端話者にエコーとして伝送される。長距離電話
回線では、このエコーが通話品質を著しく劣化させるこ
とから、第１図のごとくＰＣＭインタフェースを有する
エコーキャンセラ１を導入し、エコーを消去している。

【０００３】図１において、受信入力端子２から受信さ
れたＰＣＭ遠端話者信号は線形コード変換器１２を介し
て、例えば、１４ビットの線形ＰＣＭ信号の受信入力信
号に変換され、エコー推定器６に入力される。また、ダ
ブルトークと呼ばれる近端話者と遠端話者とが同時に発
声している状態を検出するためのダブルトーク検出器１
０、及び低レベルの受信入力信号を検出するための低レ
ベル検出器１１とにそれぞれ入力される。エコー推定器
６は適応ディジタルフィルタから構成されており、エコ
ーパスと呼ばれる２線４線変換器４を介した受信出力端
子３と送信入力端子５間の伝送路のインパルス特性を推
定する為のフィルタ係数と記憶された受信入力信号とか
ら推定エコーを生成し、減算器７に送出する。送信入力
端子５から受信された８ビットＰＣＭ送信信号は線形コ
ード変換器１３にて、例えば１４ビットの線形ＰＣＭ信
号である送信入力信号に変換され、減算器７及びダブル
トーク検出器１０に各々入力される。減算器７では送信
入力信号から推定エコーを差し引き、残留エコーを出力
する。更に、これをセンタクリッパー８に通し、低レベ
ルの残留エコーを抑圧した後、非線形コード変換器１４
を介して非線形ＰＣＭ信号である通常の８ビットＰＣＭ
信号に変換し、送信出力端子９から遠端話者に伝送す
る。また、残留エコーはエコー推定器６内の適応ディジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新するためにエコー推
定器６に入力される。エコー推定器内の適応フィルタの
フィルタ係数は、ダブルトーク検出器１０においてダブ
ルトークが検出されておらず、しかも低レベル検出器１
１において低レベルの受信入力信号が検出されていない
場合に、記憶されている受信入力信号と残留エコーをも
とに更新される。更新アルゴリズムとしてはＬＭＳと呼
ばれる方式や学習同定法などが実用されている。エコー
推定器６が収束すると、そのフィルタ係数はエコーパス
のインパルス応答に近づき、残留エコーレベルが低減す
る。ここでは、ダブルトーク検出器１０として送信入力
信号を用いているが、残留エコーを用いる場合もある。

【０００４】上記の線形コード変換器１３の出力である
送信入力信号にはＰＣＭ符号器１６と線形コード変換器
１３のＰＣＭ処理により発生した量子化雑音が新たに加
わっている。従って、アナログ回線に接続するための、
例えば１４ビットの線形Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換器を用い
た線形ＰＣＭ入出力インタフェースを持つエコーキャン
セラに比較すると、レベルの高い送信入力信号に対して
大きな量子化雑音が発生している。この大きな量子化雑
音はエコー推定器６では推定できず、たとえ推定エコー
が送信入力信号内のエコー成分と一致し、減算器７で消
去されても量子化雑音はそのまま残留エコーとして出力
される。この結果、受信入力信号とほとんど無相関な量
子化雑音がフィルタ係数の修正のためにエコー推定器６
に入力されることから、量子化雑音が大きい場合には誤
った方向に修正されてしまい、エコー推定能力が劣化す
る。特に、２線４線変換器４のエコー・リターン・ロス
が小さい時、受信出力信号レベルが高いと、大きな量子
化雑音が発生することから、エコー推定精度を大幅に劣
化させる。従って、エコー・リターン・ロス・エンハン
スメントと呼ばれるエコー消去能力はＰＣＭ符号化で決
定される信号対量子化雑音比以上には改善できない。

【０００５】また、２線４線変換器４とＰＣＭ復号器１
５との間、あるいはＰＣＭ符号器１６との間に更にＰＣ
Ｍ符号器及びＰＣＭ復号器のペアーが挿入された場合、
すなわち、エコーパスがＰＣＭ多リンク接続となった場
合には、ペアーのＰＣＭ符号復号器でのＰＣＭ非線形量
子化処理により量子化雑音が各々独立に発生する。これ
らの量子化雑音は線形コード変換器１３の出力にて全て
加算されていることから、残留エコーレベル内の量子化
雑音の占める割合が増えることとなり、ＰＣＭ多リンク
数の増加と共にエコー推定器６の推定精度が低下し、エ
コー消去特性が劣化する。エコーパス側にアナログ多重
回線に起因したフェーズロールがある場合にも、同様に
エコー消去能力が劣化する。

【０００６】センタクリッパー８は小さなレベルを持つ
残留エコーに対してエコー抑圧効果を有しているが、ス
レショルド以上の振幅を持つ瞬時的に大きな残留エコー
は抑圧できず、低レベルの音声残留エコーに対して不連
続な動作をすることから、聴感上音声品質劣化を生じる
などの問題がある。

【０００７】一方、図２に示す線形ＰＣＭインタフェー
スを持つ従来のＴＶ会議用エコーキャンセラ４０などで
は、例えば、１６ビットＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換器を用い
てアナログ信号をディジタル信号に変換した後、エコー
キャンセラに入出力し、内部ではディジタル処理を実行
している。受信出力端子３からＤ／Ａ変換器１８を介し
てスピーカに接続され、マイクからの信号はＡ／Ｄ変換
器１９により１６ビット・ディジタル信号に変換され、
送信入力端子５から入力される。この場合も上記と同様
に量子化雑音が発生するが、６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭの
場合ほど大きくはない。しかしながら、第２図のエコー
パス内で、Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換が繰り返される場合やＡ
／Ｄ及びＤ／Ａ変換器の使用ビット数を削減した場合に
は次第に量子化雑音が増加し、収束時間も長くなる。高
品質な会議音声が要求されることから、これらの劣化が
無視できなくなる。

【０００８】これらの量子化雑音の影響を削減するため
に特願平３−２２８６１６の６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭ用
エコーキャンセル方式では、エコー推定器６と減算器７
との間に非線形量子化処理器２０、スイッチ回路２１及
びこれを制御するためのスイッチ制御回路２２とを新た
に設けている。これを図３に示す。ここでは、動作モー
ドとして従来と同様の動作をする線形処理モードと下記
に述べる非線形処理モードとを設けている。非線形処理
モードでは、非線形量子化処理器２０においてエコー推
定器６から端子２０１を介して入力された推定エコーに
対して、通常の８ビットＰＣＭ処理と同様の非線形ＰＣ
Ｍコードに変換し、更に得られた非線形ＰＣＭコードを
逆量子化する線形→非線形→線形ＰＣＭコード変換処理
すなわち非線形量子化処理を行わせている。これにより
推定エコーの振幅に対応した量子化雑音が付加した非線
形量子化出力が得られ、新たに最適推定エコーとして端
子２０２及びスイッチ回路２１を介して減算器７に入力
させている。また、更には、第４図に示すような非線形
量子化処理器２０内の多出力型非線形量子化器２１０で
端子２０１を介して入力された推定エコーに直接対応し
た非線形量子化出力のみならず互いに隣接したレベルを
持った非線形量子化出力を複数個求め、この中から端子
２０３を介して入力された送信入力信号との差が最小と
なる最適な非線形量子化出力を最適推定エコー選択回路
２１１において選択し、これを最適推定エコーとして端
子２０２からスイッチ回路２１を介して減算器７に入力
させている。

【０００９】一方、線形処理モードでは、従来のごとく
エコー推定器６の出力をスイッチ回路２１を介して減算
器７に直接入力している。スイッチ制御回路２２におい
てエコー推定器６の収束状態を減算器７の出力の残留エ
コーと送信入力信号とから、または更に、必要に応じて
ダブルトーク検出器１０からのダブルトーク検出状態と
からモードを選択し、モード制御情報を出力しスイッチ
回路２１を制御している。すなわち、スイッチ制御回路
２２では、送信入力信号の電力と残留エコーの電力とを
計算し、エコー消去量を求め、これを基にエコー推定器
６の収束状態を判断し、収束していないとみなされる状
態では、通常のエコーキャンセラの動作をさせる為に、
線形処理モードとしてスイッチ回路２１を制御しエコー
推定器６と減算器７とをスイッチ回路２１を介して接続
する。しかも、ステップゲインを比較的大きい値を設定
してエコーキャンセラを動作させるための制御信号をエ
コー推定器６に送出している。また、収束していると見
なせる場合には、ダブルトークでなければ、非線処理形
モードとして、スイッチ回路２１を介して非線形量子化
処理器２０を減算器７に接続すると共に、ステップゲイ
ンを小さくするために制御信号をエコー推定器６に送出
する。ここで、ダブルトーク状態を検出した際には、非
線形処理モードにおいて推定エコーに直接対応した非線
形量子化出力を強制的に最適推定エコーとして非線形量
子化処理器２０から出力するか、あるいは線形処理モー
ドにもどすかの何れかの方法で動作させる。また、その
時はステップゲインは零としている。

【００１０】このような構成により量子化雑音を付加し
た最適推定エコーを減算器７に入力することから残留エ
コーは小さくなり、量子化雑音を減少できる。しかしな
がら、受信入力信号のレベルが高くしかもスペクトルが
変化した場合など何等かの理由によりエコー推定器６内
で若干エコー推定にずれが生じた場合には、量子化雑音
を持つ残留エコーは完全には消去されず残り、しかもエ
コー推定器６の収束状態は必ずしも改善されない。この
理由としては、第３図の如く局部的に小さくなった残留
エコーを用いてエコー推定器６のフィルタ係数更新を行
っていることから、係数更新が迅速に進まず、推定エコ
ーに大きいずれが生じ複数個の候補の非線形量子化出力
の中に正当な最適推定エコーが存在しなくなる為で、特
に受信入力信号レベルが高いときには候補数を増やして
も残留エコー低減効果がなく、量子化雑音を完全には打
ち消せない。また、非線形量子化処理のために、実際よ
り少な目の残留エコーがエコー推定器６に入力されるた
め、収束が遅れる。

【００１１】また、ダブルトーク状態になると、ダブル
トーク検出器１０がこれを検出するが、このときは、ダ
ブルトーク検出器１０から端子２０５を介して非線形量
子化処理器２０に入力された制御信号の基に推定エコー
をそのまま端子２０２から出力し減算器７に入力させて
いる。この理由は、最適推定エコーが送信入力信号内の
近端話者信号に影響を与えるのを防ぐためである。この
時、エコー推定器６が十分に収束していない場合には、
ダブルトーク状態で急激に残留エコーがふえることにな
り、エコー消去特性が著しく劣化する。

【００１２】

【従来の方式の問題点】上記の従来のエコーキャンセラ
の動作の説明の如く、従来方式では、エコーパスで生じ
た回線エコーの量子化雑音をエコーキャンセラ内部では
推定できず残留エコーが残り、エコー消去特性が劣化す
る。また、このような量子化雑音を低減することを目的
とした非線形量子化処理機能を付加した従来のエコーキ
ャンセラにおいても、減算器７からの残留エコーを用い
てエコー推定器６のフィルタ係数を更新していることか
ら、非線形量子化出力の候補数を多くした際に高速な収
束が得られず、振幅の大きいエコーに対しては量子化雑
音の大幅な削減ができないなどの欠点を持っている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＰＣＭ回線
やＡ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換などの処理により発生する量子化
雑音あるいは過負荷雑音などがある回線においても、収
束が早くしかも優れたエコー消去能力を有するエコーキ
ャンセラを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】上記の問題を解決するため
に本発明のエコーキャンセラは、エコー推定器６と送信
出力用減算器７との間に、推定エコーを量子化し１つ以
上の量子化出力を得、送信入力信号との差が最小となる
量子化出力を最適推定エコーとして出力する量子化処理
器を接続し、送信出力用減算器７にて送信入力信号から
最適推定エコーを差し引くことにより、量子化雑音を消
去した残留エコーを得、これを直接或はセンタクリッパ
ーや非線形コード変換などを介して遠端話者に出力する
と共に、新たにフィルタ係数更新用減算器２３を設け、
送信入力信号からエコー推定器６からの出力である推定
エコーを、或は量子化された推定エコーを差し引き、こ
れをエコー推定器６内の適応フィルタのフィルタ係数更
新に用いる構成とした。

【００１５】

【作用】上記の如く、送信出力用及びフィルタ係数更新
用減算器と量子化器とを設けることにより、高速な収束
能力を保ちしかも回線エコーのみならず回線エコーの量
子化雑音や過負荷雑音の消去、或はフェーズロールなど
のネットワークに起因した劣化要因によるエコー消去特
性の劣化を改善できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明によるエコーキャンセラの構成
及びその動作について実施例を挙げ図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１７】

【実施例１】本発明を適用したの実施例として、１つの
エコー推定器を用いた場合のエコーキャンセラについて
説明する。その一構成例を図５に示す。エコー推定器６
からの推定エコーを入力とし、送信出力用減算器７に最
適推定エコーを送出する図６に示す非線形量子化処理器
２４を端子２０２を介して接続し、線形コード変換器１
３からの送信入力信号から非線形量子化処理器２４の出
力である最適推定エコーを差し引き残留エコーを求め、
これをセンタクリッパー８及び非線形コード変換器１４
を介して送信出力端子９から遠端話者に送信する。ま
た、フィルタ係数更新用減算器２３において送信入力信
号からエコー推定器６の出力である推定エコーを差し引
き、それをエコー推定器６内のフィルタ係数を更新する
ためにエコー推定器６に入力する。

【００１８】非線形量子化処理器２４においては、端子
２０１を介して入力された推定エコーに対応した量子化
出力とその近傍の予め定められた複数個の量子化出力と
を多出力型非線形量子化器２２０にて用意し、最適推定
エコー選択回路２２１で端子２０３を介して入力された
送信入力信号とこれらを比較し、その差が最小となる量
子化出力を最適推定エコーとして選択し出力する。従っ
て、送信出力用減算器７において用意された量子化出力
の範囲内で送信入力信号との差が最小となる残留エコー
が常に得られ、量子化雑音によるエコー消去特性の劣化
を抑えることが出来る。

【００１９】特願平３−２２８６１６の方式で図３の構
成では、フィルタ係数用減算器２３と送信出力用減算器
７と個別に用意しておらず、減算器７からの残留エコー
をエコー推定器６のフィルタ係数更新にも用いている為
に、量子化出力数の多い場合には、更新が進まず収束が
遅れしかもエコー推定器の推定精度が悪いため振幅の大
きい量子化雑音を完全に消去出来なかったが、本発明で
は、送信出力用減算器７とフィルタ係数更新用減算器２
３とを個別に設け、フィルタ係数更新用減算器２３にて
送信入力信号から推定エコーを差し引き、これと受信入
力信号とからエコー推定器６内の適応フィルタのフィル
タ係数を更新することから、エコー推定器６で非線形量
子化処理器の２４の影響を受けず高速な収束が得られ、
しかも推定エコーの精度をあげることができる。

【００２０】一方、非線形量子化処理器２４では、高い
推定精度の推定エコーを基に量子化雑音を含んだ送信入
力信号に近い複数個の量子化出力が用意でき、最適推定
エコー選択回路２２１でその中から選択され最適推定エ
コーとして出力されることから、送信出力用減算器７を
介して送信出力される残留エコーは非常に小さく大幅に
エコー消去特性を改善できる。また、量子化出力候補数
を増し、瞬時的に大きな非線形量子化雑音を消去すこと
も効果的に出来、ＰＣＭ多リンク接続で発生したエコー
の量子化雑音も含め、局部的に大きいエコーも消去でき
る。

【００２１】従来の方式では、収束後の残留エコーを低
減するためには、フィルタ係数の大きい変動を抑える必
要が有り、ステップゲインを余り大きくできず、結局、
収束が遅い欠点があったが、本発明では複数の候補の量
子化出力内に最適なレベルが存在すれば、常に残留エコ
ーを最小に抑えられることから、エコー推定器６におい
て大きいステップゲインを設定でき、収束を早めること
ができる。また、上記の説明のごとく残留エコーを大幅
に削減できることから、センタークリッパー８のクリッ
ピング・スレッショルドを下げることや、あるいは場合
によってはこれを不要とすることもできる。従って、従
来、各音声開始部分で低レベルエコーが残留エコーとし
て残り、これがセンタクリッパー８によって部分的に抑
圧され振幅変調を受けたように聞こえることから、電話
音声品質を非常に損なう場合があったが、これを改善す
ることができる。

【００２２】また、低いレベルの受信入力信号は、低レ
ベル検出器１１で検出され、ステップゲインを零とし、
フィルタ係数の更新を停止するが、この間でも非線形量
子化処理２４は残留エコーが最小となる最適推定エコー
を選択し出力することから、従来の方式よりも常に残留
エコーのレベルを低減でき優れたエコー消去特性を実現
できる。従って、必要ならば低レベル検出器１１の検出
スレッショルドを下げることができ、受信入力信号内の
低レベルの音声信号に対してもフィルタ係数の適応制御
が可能となり、エコー消去特性を改善できる。

【００２３】ダブルトーク状態になると、ダブルトーク
検出器１０がこれを検出するが、このときは、ダブルト
ーク検出器１０から端子２０５を介して非線形量子化処
理器２４に入力された制御信号の基に推定エコーに対応
した量子化出力を最適推定エコーと強制的にみなして端
子２０２を介して送信出力用減算器７に入力させる。或
は推定エコーをそのまま端子２０２を介して送信出力用
減算器７に入力してもよい。

【００２４】以上のような構成を行うことにより、高速
に収束し通常状態での回線エコーを消去するだけでな
く、エコーパスでの回線劣化要因である上記のＰＣＭ量
子化雑音や振幅の過負荷によるＰＣＭオーバロード雑
音、更にはアナログ多重回線で発生するフェーズロール
や送信側伝送路の回線雑音などによるエコー消去特性劣
化を大幅に軽減でき優れたエコー消去特性を持ったエコ
ーキャンセラを実現できる。

【００２５】

【実施例２】第２の実施例を示す図７は図５と異なり、
フィルタ係数更新用減算器２３において推定エコーを用
いる代わりに、非線形量子化処理器２４から推定エコー
に直接対応した量子化出力を端子２０４を介して入力さ
せ、送信入力信号から差し引き、その出力をフィルタ係
数の更新のためにエコー推定器６に入力させている。そ
の他の構成および動作は図５と同様である。送信入力信
号がＰＣＭ処理されており、特定の範囲の値しか採らな
いことから、推定エコーに対応したＰＣＭ量子化した値
を用いて差をとる構成とすることにより、より正確なフ
ィルタ係数修正が行え収束精度を向上でき、エコー消去
特性が改善される。

【００２６】

【実施例３】第３の実施例を図８に示す。エコー推定器
６と送信出力用減算器７との間に非線形量子化処理器２
４を、非線形量子化処理器２４及びエコー推定器６を制
御するための制御回路２６と、更にフィルタ係数更新用
減算器２３とを設ける。上記の第１の実施例と同様にフ
ィルタ係数更新用減算器２３では送信入力信号から推定
エコーを差し引き、それをエコー推定器６のフィルタ係
数を更新するために入力する。エコー推定器６からの推
定エコーを端子２０１を介して非線形量子化処理２４に
入力し、多出力型非線形量子化器２２０で得られた複数
個の量子化出力を端子２０３からの送信入力信号と比較
する事により、その差を最小とする最適推定エコーを最
適推定エコー選択回路２２１にて選択し、端子２０２を
介して送信出力用減算器７に入力させる。送信出力用減
算器７から出力される残留エコーがセンタクリッパー
８、及び非線形コード変換１４を介して送信出力端子９
から送出される。

【００２７】ここで、ダブルトーク検出器１０からダブ
ルトーク検出信号が制御回路２６に入力されると、制御
回路２６は非線形量子化処理器２４に対して、エコー推
定器６からの推定エコーに直接対応した量子化出力を最
適推定エコーとして強制的に出力するよう制御信号を端
子２０５を介して入力する。また、制御回路２６におい
て、送信入力信号レベルとフィルタ係数更新用減算器２
３の出力レベルとからエコー推定器６の収束状況を調
べ、収束していないとみなされる場合には推定エコーが
大幅にずれていると予想されることから、非線形量子化
処理器２４内の用意すべき量子化出力数を予め指定され
た数に増やし、一方、収束したと見なせる場合には、推
定エコーはかなり精度良く送信入力信号のエコー成分を
推定していることから、選択対象となる量子化出力数を
予め指定された数に減少させるための制御信号を非線形
量子化処理器２４に端子２０５を介して入力する。ま
た、更に収束していると見なされる場合には、エコー推
定器６のステップゲインを小さく、収束していないと見
なされる場合には大きくし、ダブルトーク時には零とす
るための制御信号を制御回路２６からエコー推定器６に
入力し、エコー推定精度を向上させる。他の動作は第１
の実施例と同様である。また、制御回路２６において低
レベル検出器１１の出力を更に用いても良い。

【００２８】以上のごとく選択候補数及びステップゲイ
ンの値をエコー推定器６の収束状況、ダブルトーク検出
状態に応じて可変する為の制御信号を制御回路２６から
非線形量子化処理器２４及びエコー推定器６に入力する
ことにより、ダブルトーク検出器１０がダブルトークを
検出する直前の近端話者信号が上記の非線形量子化処理
で影響を受けるのが抑えられると共に、より精度よく推
定エコーが得られしかも最適な推定エコーが選択される
ことから効果的にエコー消去能力を高めることが出来
る。

【００２９】

【実施例４】第４の実施例として、１つのエコー推定器
ではエコーパスの遅延範囲を満たせない場合の実施例を
図９に示す。上記の第３の実施例と異なり、エコー推定
器６１の適応フィルタのタップ数に対応した遅延時間を
持つ遅延回路２７とエコー推定器６２とを補償する遅延
範囲を拡大するために挿入した場合について説明する。

【００３０】上記の第３の実施例と同様に、非線形量子
化処理器２４とこれを制御するための制御回路２６１と
送信出力用減算器７を用いて、送信出力するための残留
エコーを求めている。また、２つのフィルタ係数更新用
減算器２３１と２３２とを従属接続し、減算器２３１で
は送信入力信号からエコー推定器６１の推定エコーを差
し引き、更に減算器２３２でエコー推定器６２の推定エ
コーを差し引いた後、エコー推定器６１、６２にその内
のフィルタ係数を更新するために入力している。更に、
エコー推定器６１及び６２から出力される推定エコーを
加算器２８にて加算し、非線形量子化処理器２４に入力
し、その量子化出力とその近傍の複数個の量子化出力を
用意し、送信入力信号との差が最小となる量子化出力を
最適推定エコーとして選択し、送信出力用減算器７に出
力する。制御回路２６１では送信入力信号、減算器２３
１及び２３２からの残留エコーとダブルトーク検出器１
０の出力とを用いてエコー推定器６１、６２の収束状態
を判断し、非線形量子化処理器２４の量子化出力数の制
御及びエコー推定器６１及び６２のステップゲインを上
記の第３の実施例と同様に制御する。

【００３１】ここで、各々のフィルタ係数更新用減算器
２３１、２３２の出力を、対応したエコー推定器６１、
６２にそれぞれ入力し、フィルタ係数の更新に用いても
良い。本実施例では、ダブルトーク検出器１０及び低レ
ベル検出器１１を用いて、エコー推定器６１及び６２の
ステップゲインを制御しているが、遅延回路２７の出力
を用いたダブルトーク検出器及び低レベル検出器を更に
設け、エコー推定器６１、６２をそれぞれ独立に制御し
ても良い。

【００３２】

【実施例５】第５の実施例を図１０に示す。本発明によ
る主及び副の２個のエコー推定器を並列に配置したＰＣ
Ｍインタフェースを持つエコーキャンセラの一実施例で
ある。本実施例は先に出願した特願平３ー７３７５７の
複数個の主及び副エコー推定器をもつエコーキャンセラ
ーに本発明を適用したものである。主エコー推定器３２
と送信出力用減算器７との間に非線形量子化処理器２４
を、さらに非線形量子化処理器２４、主エコー推定器３
２、副エコー推定器３３及びレジスタ累積器３４をそれ
ぞれ制御するための収束制御処理器３５と、フィルタ係
数更新用主減算器３０とフィルタ係数更新用副減算器３
１とを設けている。線形コード変換器１３、１２、ダブ
ルトーク検出器１０、低レベル信号検出器１１、センタ
クリッパー８及び非線形コード変換器１４は前記実施例
と同様の構成である。従って、図１０は減算器７、３０
及び３１、非線形量子化処理器２４と収束制御処理器３
５以外の動作及び構成は先に出願した特願平３−７３７
５７と同様である。

【００３３】ここで、動作を簡単に説明する。送信入力
信号から推定エコーを差し引くフィルタ係数更新用主減
算器３０の出力ｅ１を主残留エコー、更に主残留エコー
から副エコー推定器３３の出力である副推定エコーを差
し引くフィルタ係数更新用副減算器３１の出力ｅ２を副
残留エコーと表す。収束制御処理器３５において、これ
ら残留エコーと送信入力信号とを用いて主および副エコ
ー推定器３２、３３の収束状況を判定し、更にダブルト
ーク検出器１０および低レベル検出器１１からの情報と
を基に、制御信号を端子２０５を介して非線形量子化処
理器２４に入力する。非線形量子化処理器２４ではその
制御信号に従い量子化出力領域の設定即ち量子化出力数
の設定を行う。その後、主エコー推定器３２からの推定
エコーを基に最適推定エコーを求め非線形量子化処理器
２４から出力する。送信出力用減算器７の出力である残
留エコーはセンタクリッパー８及び非線形コード変換器
１４を介して送信出力端子９から送出される。ここで、
非線形量子化処理器２４に対し主エコー推定器が収束し
ていると見なせる場合は量子化出力領域を狭く、収束し
ていない場合は広くし、更にダブルトーク時には推定エ
コーに対応した量子化出力だけとする領域を設定するよ
う収束制御処理器３５から制御信号を送出する。

【００３４】副エコー推定器３３が収束しているとみな
される場合には、レジスタ累算器３４にて、端子３４１
を介して入力された副エコー推定器３３内の適応フィル
タのフィルタ係数を端子３４３を介して入力された主エ
コー推定器３２の適応フィルタのフィルタ係数に加算し
た後、端子３４２を介して主エコー推定器３２のフィル
タ係数レジスタに格納すると共に副エコー推定器３３内
の適応フィルタのフィルタ係数レジスタをリセットす
る。一方、収束していないと見なせる場合には、副エコ
ー推定器内のフィルタ係数レジスタをリセットする。そ
の他の状態ではそれぞれのエコー推定器に於て通常の適
応フィルタの動作をさせる。ここで、主エコー推定器３
２のステップゲインを小さく或は零として動作させ、副
エコー推定器３３のステップゲインを大きくして動作さ
せることにより、高速な収束能力を有し、ダブルトーク
時のダブルトーク検出遅れによるエコー消去能力劣化が
なく安定した非常にエコー消去特性に優れたエコーキャ
ンセラを実現できる。

【００３５】上記の構成のごとく非線形量子化処理器２
４を導入し、フィルタ係数制御用減算器３０、３１と送
信出力用減算器７とをそれぞれ個別に設けることによ
り、前記実施例と同様な理由から高速な収束と安定した
エコー消去特性を実現し、量子化雑音やオーバロード雑
音の消去、更には、フェーズロールなどに起因したエコ
ー消去特性の劣化を改善することが出来る。

【００３６】また、特願平３−７３７５７に述べた他の
構成や制御等においても本発明は同様に適用できる。た
だし、主エコー推定器が複数の場合にはそれらの推定エ
コーを加算し、それを非線形量子化処理器に入力する。

【００３７】

【実施例６】第６の実施例を図１１に示す。上記の各実
施例では６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭインタフェースを持つ
エコーキャンセラを前提として説明したが、ＴＶ会議な
どで使用される単なるＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換器を用いた線
形ＰＣＭインタフェースを持つエコーキャンセラに対し
ても適用できる。本実施例では、図１２に示す線形な量
子化ステップを有する線形量子化処理器２５を用い、推
定エコーに対応した線形量子化出力とその近傍の複数の
線形量子化出力とを多出力型線形量子化器２３０にて用
意して、その中から送信入力信号との差が最小となる線
形量子化出力を最適推定エコー選択回路２２１にて最適
推定エコーとして選択し、線形量子化処理器２５から端
子２０２を介して出力する。また、端子２０５からの制
御信号に基づき、ダブルトーク時を含めた量子化出力候
補数の設定を行う。このような線形量子化処理器２５を
上記の実施例と同様に送信出力用減算器７とエコー推定
器６との間に挿入する。動作は第３の実施例を示す図８
の構成の場合と同様である。このような構成により、Ａ
／Ｄ及びＤ／Ａ変換に伴う線形量子化雑音やオーバロー
ド雑音を消去できる。

【００３８】線形量子化処理器２５の構成としては、非
線形量子化処理器２４との間で量子化ステップの設定が
異なるだけで、その他の構成条件は同一である。従っ
て、上記のＰＣＭインタフェースを有する全ての実施例
のエコーキャンセラに対して線形ＰＣＭインタフェース
を準備し、更に非線形量子化処理器２４を線形量子化処
理器２５で置き換えることにより、本発明を同様に適用
できる。

【００３９】上記の実施例の非線形、線形量子化処理器
２４、２５において、用意する近傍の量子化出力として
互いに隣接したレベルを用いる他に、予め決められた方
法でレベルの大きい量子化出力の候補として隣接してい
ないものを用意し、最適推定エコーに対する有効な探索
領域を拡大してもよい。また、低レベル検出器１１が低
レベルの受信入力信号を検出した際、ダブルトーク検出
器１０がダブルトーク状態を検出していなくとも、量子
化出力数を狭め、近端話者信号が混在した際の近端話者
信号への影響を抑えてもよい。

【００４０】上記の実施例では、ダブルトーク状態を検
出した際には、推定エコーに直接対応した量子化出力を
強制的に最適推定エコーとして量子化処理器２４、２５
から出力する例を示したが、この変わりに推定エコーを
送信出力用減算器７に入力しても良い。また、フィルタ
係数更新用減算器に対して推定エコーを入力した例を示
したが、これに変わり量子化処理器２４、２５からの推
定エコーに直接対応した量子化出力を取り出し、これを
入力して差をとっても良い。

【００４１】上記の実施例では量子化処理器２４及び２
５において残留エコーを最小とする最適推定エコーを送
出して、送信出力用減算器７で送信入力信号から差し引
き残留エコーを求めているが、これらの量子化処理器か
ら直接最小となる残留エコーを出力し、直接、或はセン
タクリッパー８、更に非線形コード変換器１４を介して
送信出力端子９から送出してもよい。また、センタクリ
ッパー８を用いた場合について説明したが、必ずしもこ
れを用いなくてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明は次の
ような効果を有している。（１）エコー推定器の出力である推定エコーに対して量
子化処理を施し送信入力信号との差を最小とする最適推
定エコーを選択送出する量子化処理器２４、２５を用意
し、更に遠端話者に送出する為の残留エコーを出力する
送信出力用減算器７と、エコー推定器６内の適応フィル
タのフィルタ係数を更新させる為の残留エコーを求める
係数制御用減算器２３とを別々に用意することにより、
エコー推定器内のステップゲインを大きくでき、エコー
推定器の高速な収束と大幅な残留エコーの低減ができ
る。

【００４３】（２）量子化処理器内で推定エコーに対応
した量子化出力或はこの近傍の複数個の量子化出力を候
補として、その内から送信入力信号との差を常に最小と
する最適推定エコーを選択し、送信入力信号から減算処
理するため、エコーパスにおいて発生するエコーの量子
化雑音やオーバロード雑音の影響、無通話時回線雑音や
フェーズロールなどのネットワーク品質劣化の影響に起
因したエコー消去特性劣化を大幅に改善できる。

【００４４】（３）センタクリッパーは平均レベルをも
とにスレッショルドが設定されてお、大きな瞬時振幅の
エコーを抑圧することは出来ないが、量子化処理器を設
けて複数の候補から最適推定エコーを求めることから、
瞬時的に大きな残留エコーも消去でき、低レベルエコー
を大幅に削減できると共に、主観的な電話音声品質を低
下させているセンタクリッパーによる不連続エコーの発
生も防ぐことが出来る。

【００４５】（４）エコーキャンセラの動作開始から収
束する間は量子化処理器内で準備される量子化出力数を
増やし、一旦収束したとみなせる状態では逆に減ずるこ
とにより、収束過程での残留エコーも抑えた安定且つ優
れたエコー消去特性を実現できる。

【００４６】（５）推定エコーが少しずれていても、量
子化処理器を導入する事により、送信出力のための残留
エコーを抑える事ができることから、エコー推定器の演
算精度を従来より落とす事ができ、演算量の削減がで
き、ＴＶ会議用エコーキャンセラのタップ数を増やす事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭインタフェースを有す
る従来型エコーキャンセラ１を用いたＰＣＭ電話回線の
基本構成図。

【図２】線形ＰＣＭインタフェースを有する従来型エコ
ーキャンセラ４０を用いたＴＶ会議音声回線の基本構成
図。

【図３】非線形量子化処理を用いたＰＣＭインターフェ
イスを有する従来型エコーキャンセラ５０の基本構成
図。

【図４】非線形量子化処理２０の基本構成図。

【図５】本発明による第１の実施例にかかわるＰＣＭイ
ンタフェースを有するエコーキャンセラの基本構成図。

【図６】本発明による第１の実施例における非線形量子
化処理器２４の基本構成図。

【図７】本発明による第２の実施例にかかわるＰＣＭイ
ンタフェースを有するエコーキャンセラの基本構成図。

【図８】本発明による第３の実施例にかかわるＰＣＭイ
ンタフェースを有するエコーキャンセラの基本構成図。

【図９】本発明による第４の実施例にかかわるＰＣＭイ
ンタフェースを有するエコーキャンセラの基本構成図。

【図１０】本発明による第５の実施例にかかわるＰＣＭ
インタフェースを有するエコーキャンセラの基本構成
図。

【図１１】本発明による第６の実施例にかかわる線形Ｐ
ＣＭインタフェースを有するエコーキャンセラの基本構
成図。

【図１２】本発明による第６の実施例に関わる線形量子
化処理器２５の基本構成図である。

【符号の説明】

１ＰＣＭインターフェイスを持つ従来型エコーキャン
セラ２エコーキャンセラの受信入力端子３エコーキャンセラの受信出力端子４２線４線変換器５エコーキャンセラの送信入力端子６エコー推定器６１エコー推定器６２エコー推定器７（送信出力用）減算器８センタクリッパー９エコーキャンセラの送信出力端子１０ダブルトーク検出器１１低レベル検出器１２線形コード変換器１３線形コード変換器１４非線形コード変換器１５ＰＣＭ復号器１６ＰＣＭ符号器１７２線入出力端子１８Ｄ／Ａ変換器１９Ａ／Ｄ変換器２０非線形量子化処理器２０１推定エコー入力端子２０２最適推定エコー出力端子２０３送信入力信号入力端子２０４基準量子化信号出力端子２０５量子化処理器制御信号入力端子２１０多出力型非線形量子化器２１１最適推定エコー選択回路２２０多出力型非線形量子化器２２１最適推定エコー選択回路２３０多出力型線形量子化器２１スイッチ回路２２スイッチ制御回路２３フィルタ係数更新用減算器２３１フィルタ係数更新用減算器２３２フィルタ係数更新用減算器２４非線形量子化処理器２５線形量子化処理器２６制御回路２６１制御回路２７遅延回路２８加算器３０フィルタ係数更新用主減算器３１フィルタ係数更新用副減算器３２主エコー推定器３３副エコー推定器３４レジスタ累算器３５収束制御処理器４０線形ＰＣＭインタフェースを持つ従来型エコーキ
ャンセラ５０非線形量子化処理を用いたＰＣＭインタフェース
を有する従来型エコーキャンセラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信回路から送信回路に漏れ込むエコー
を除去するためのディジタルインタフェースを有するエ
コーキャンセラに於て、送信出力用減算器と、フィルタ係数更新用減算器と、エコーパスからのエコーに対する推定エコーを生成する
適応フィルタからなるエコー推定器と、該エコー推定器からの推定エコーに対して少なくとも１
つの量子化出力を得、送信入力信号との差が最小となる
量子化出力を選択し該送信出力用減算器に出力するため
の量子化処理器とを少なくとも用いて構成し、該送信出力用減算器から送信出力するための出力を得、該フィルタ係数更新用減算器において送信入力信号から
推定エコーを、或は量子化された推定エコーを差し引
き、その出力を該エコー推定器内のフィルタ係数の更新
に用いることを特徴としたエコーキャンセラ。
【請求項２】受信回路から送信回路に漏れ込むエコー
を除去するためのディジタルインタフェースを有するエ
コーキャンセラに於て、送信出力用減算器と、２つ以上のフィルタ係数更新用減算器と、エコーパスからのエコーに対する推定エコーを生成する
適応フィルタからなる２つ以上のエコー推定器と、該エコー推定器に必要に応じて固定遅延を与えるための
遅延回路と、該エコー推定器から出力される推定エコーをそれぞれ加
算する加算器と、その出力に対して１つ以上の量子化出力を用意し、送信
入力信号との差が最小となる量子化出力を選択し該送信
出力用減算器に出力する量子化処理器とを少なくとも用
意し、該送信出力用減算器から送信出力するための出力を得、
該フィルタ係数更新用減算器を従属接続し、送信入力信
号から推定エコーをそれぞれ差し引き、最終段の該フィ
ルタ係数更新用減算器の出力を該エコー推定器にそれぞ
れ入力、或いは各々の該フィルタ係数更新用減算器の出
力を対応した該エコー推定器にそれぞれ入力し、フィル
タ係数の更新に用いることを特徴としたエコーキャンセ
ラ。
【請求項３】受信回路から送信回路に漏れ込むエコー
を除去するためのディジタルインタフェースを有するエ
コーキャンセラに於て、送信出力用減算器と、１つ以上のフィルタ係数更新用主減算器と、該主減算器それぞれに接続される１つ以上の副減算器
と、エコーパスからのエコーに対する推定エコーを生成する
適応フィルタからなる主減算器数と同一の数の主エコー
推定器及び副減算器数と同一の数の副エコー推定器と、該主エコー推定器から出力される推定エコーをそれぞれ
加算する加算器と、その出力に対して１つ以上の量子化出力を用意し、送信入力信号との差が最小となる量子化出力を選択し該
送信出力用減算器に出力する量子化処理器と主主及び副
エコー推定器の収束を調べ制御するための収束制御処理
器と、主及び副エコー推定器の相対するフィルタ係数を
累算し、主エコー推定器内のフィルタ係数レジスタに格
納させるレジスタ累算器とを少なくとも用いて構成し、該送信出力用減算器から送信出力するための出力を得、
該フィルタ係数更新用主及び副減算器の出力を該主及び
副エコー推定器にそれぞれ入力し、フィルタ係数の更新
に用いることを特徴としたエコーキャンセラ。