JPH0563609A - Echo canceler system - Google Patents

Echo canceler system

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JPH0563609A
JPH0563609A JP22450591A JP22450591A JPH0563609A JP H0563609 A JPH0563609 A JP H0563609A JP 22450591 A JP22450591 A JP 22450591A JP 22450591 A JP22450591 A JP 22450591A JP H0563609 A JPH0563609 A JP H0563609A
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JP
Japan
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frame
signal
echo signal
frequency component
discrete fourier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22450591A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Amano
文雄 天野
Yoshihiro Sakai
良広 坂井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0563609A publication Critical patent/JPH0563609A/en
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the circuit scale with respect to the echo canceller system used for, e.g. a television conference system. CONSTITUTION:The system is provided with a 1st short time spectrum analysis means 3 which applies overlap processing to each frame of an input signal, applies discrete Fourier transformation to each frame to extract a frequency component, an adaptive digital filter means 5 applying filter calculation to the extracted frequency component, an echo cancel means 6 which applies inverse discrete Fourier transformation to an output of the adaptive digital filter means 5, generates a pseudo echo signal to extract a residual echo signal, and a 2nd short time spectrum analysis means 4 which applies overlap processing to each frame of the residual echo signal, applies discrete Fourier transformation to each frame to extract a frequency component and which sends the extracted component to the adaptive filter means 5 as a control signal and the adaptive filter means 5 minimizes the frequency component of the residual echo signal by using the control signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、テレビ会議シ
ステムに使用するエコーキャンセラ方式に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an echo canceller system used in a video conference system, for example.

【0002】通常、TV会議システムではスピーカからの
出力が天井や壁で反射してマイクに回り込むエコーが生
ずるが、このエコーの長さは数 100ms におよび、通話
品質に悪影響を与える。そこで、このエコーを抑圧する
エコーキャンセラが必要となる。
Usually, in a video conference system, an output from a speaker is reflected by a ceiling or a wall to generate an echo that goes around to a microphone. The echo has a length of several 100 ms, which adversely affects the communication quality. Therefore, an echo canceller that suppresses this echo is required.

【0003】図4はエコーキャンセラの原理説明図で、
(a) は構成図、(b) は(a) 中のトランスバーサルフイル
タの構成図である。以下、エコーの長さが 256 ms とし
て図4の動作を説明するが、トランスバーサルフイルタ
11及び減算器12に入力する信号はサンプリングされたパ
ルス列とする。
FIG. 4 is an explanatory view of the principle of the echo canceller.
(a) is a block diagram, (b) is a block diagram of the transversal filter in (a). The operation of FIG. 4 will be described below assuming that the echo length is 256 ms.
The signal input to 11 and the subtractor 12 is a sampled pulse train.

【0004】先ず、TV会議システムで使用する信号の帯
域が7KHz,サンプリング周波数が16KHzとすると、1ms
当たり16サンプリングパルスとなるので、256 msの場合
は4096サンプリングパルスとなる。
First, assuming that the signal band used in the TV conference system is 7 KHz and the sampling frequency is 16 KHz, 1 ms.
Since there are 16 sampling pulses per cycle, in the case of 256 ms, there will be 4096 sampling pulses.

【0005】一方、図4(a) に示すエコーキャンセラに
入力したサンプリングパルス列は、トランスバーサルフ
ルタ11に加えられるが、スピーカ(SP)の出力の一部はマ
イク(MIC) を通ってエコー信号として減算器12に加えら
れる。
On the other hand, the sampling pulse train input to the echo canceller shown in FIG. 4 (a) is added to the transversal filter 11, but a part of the output of the speaker (SP) passes through a microphone (MIC) as an echo signal. It is added to the subtractor 12.

【0006】トランスバーサルフイルタ11は、例えば、
図4(b) に示す様な非再帰形回路構成になっていて、T
は単位遅延素子, h0〜h4は係数乗算器, 111 は加算器で
あるが、上記の様にサンプリングパルスの数が4096の時
は係数乗算器及び単位遅延素子の数が4096と大きくなる
だけで構成は同一である。
The transversal filter 11 is, for example,
It has a non-recursive circuit configuration as shown in Fig. 4 (b).
Is a unit delay element, h 0 to h 4 are coefficient multipliers, 111 is an adder, but when the number of sampling pulses is 4096, the number of coefficient multipliers and unit delay elements is as large as 4096 as described above. Only the configuration is the same.

【0007】さて、図4(b) に示す回路に印加されたサ
ンプリングパルスは、各単位遅延素子の入出力側の係数
乗算器で係数が乗算された後、加算器111 で加算されて
疑似エコー信号として、図4(a) の減算器12に印加され
る。
The sampling pulse applied to the circuit shown in FIG. 4 (b) is multiplied by the coefficient by the coefficient multiplier on the input / output side of each unit delay element and then added by the adder 111 to generate a pseudo echo. As a signal, it is applied to the subtractor 12 shown in FIG.

【0008】減算器では、エコー信号と疑似エコー信号
との差分が取られ、残留エコー信号が取り出されるの
で、この信号が最小になる様に係数乗算器の係数を制御
する。しかし、上記の様に係数乗算器の数が多くなる
と、これに伴って演算量も多くなるので、この演算量の
削減、即ち回路規模の縮小が課題となっていた。
In the subtractor, the difference between the echo signal and the pseudo echo signal is taken and the residual echo signal is taken out. Therefore, the coefficient of the coefficient multiplier is controlled so as to minimize this signal. However, as the number of coefficient multipliers increases as described above, the amount of calculation also increases, and thus there has been a problem of reducing the amount of calculation, that is, reducing the circuit scale.

【0009】[0009]

【従来の技術】図5は従来例の構成図、図6は図5の帯
域分割フイルタ部などの動作説明図である。ここで、図
6の左側の符号は図5中の同じ符号の部分の波形を示
す。以下、図6を参照して図5の動作を説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional example, and FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a band division filter section and the like in FIG. Here, the symbols on the left side of FIG. 6 indicate the waveforms of the portions having the same symbols in FIG. The operation of FIG. 5 will be described below with reference to FIG.

【0010】先ず、上記の様に、7KHz 帯域のTV会議シ
ステムの信号を16 KHzでサンプリングして得られた16サ
ンプリングパルス/ms のパルス列が、順次、帯域分割フ
イルタ部26に入力する( 図6(b)-参照) 。
First, as described above, the pulse train of 16 sampling pulses / ms obtained by sampling the signal of the TV conference system of 7 KHz band at 16 KHz is sequentially input to the band division filter unit 26 (see FIG. 6). (b) -see).

【0011】帯域分割フイルタ部26は、7KHz の伝送帯
域を32分割する32個の帯域分割フイルタ部分で構成され
ており、各分割フイルタ部分はそれそれ、H1(Z), H2(Z)
・・H32(Z) の伝達関数を持っているとする( 図6(a)
参照) 。
The band division filter unit 26 is composed of 32 band division filter parts which divide the 7 KHz transmission band into 32 parts, and each of the division filter parts has its own H 1 (Z), H 2 (Z).
..Suppose you have a transfer function of H 32 (Z) (Fig. 6 (a)
See).

【0012】さて、伝達関数H1(Z) を有する分割フイル
タ部分26は、入力したパルス列から伝達関数H1(Z) に対
応するパルス列を取り出す。この時、上記の様に伝送帯
域を32分割しているので、1つの分割フイルタ部分の帯
域は伝送帯域の1/32になっている。
[0012] Now, dividing filter segment 26 having a transfer function H 1 (Z) retrieves the pulse train corresponding to the transfer function H 1 (Z) from a pulse train input. At this time, since the transmission band is divided into 32 as described above, the band of one divided filter portion is 1/32 of the transmission band.

【0013】そこで、取り出すパルスの数を間引き処理
部26´で1/32にできる( これを間引き処理と云う) 、隣
接フイルタとの重なりを防ぐ為に2ms当たり1サンプリ
ングパルスが1:2オーバサンプリング部27に加えられ
る。
Therefore, the number of pulses to be taken out can be reduced to 1/32 by the thinning processing unit 26 '(this is called thinning processing), and one sampling pulse is oversampled for every 2 ms by 1: 2 in order to prevent overlapping with adjacent filters. Added to Part 27.

【0014】なお、他の伝達関数H2(Z) ・・H32(Z)を有
する分割フイルタ部分は、伝達関数H1(Z) を有する分割
フイルタ部分と対象帯域が異なるので、それぞれ異なっ
たパルス列が1:2オーバサンプリング部に加えられ
る。
Since the divided filter portion having another transfer function H 2 (Z) ··· H 32 (Z) has a different target band from the divided filter portion having the transfer function H 1 (Z), they are different from each other. The pulse train is applied to the 1: 2 oversampling section.

【0015】1:2オーバサンプリング部27は、入力信
号を1KHz でオーバーサンプリングするので、1KHz 間
隔でサンプリングパルス列が得られ、これをそれぞれ対
応する複素係数形適応デイジタルフイルタ(C-ADF) 241,
242に加える。なお、オーバサンプリングは、帯域分割
フイルタのオーバラップによって生ずる残留エコーの増
加を抑圧する為のものである。
Since the 1: 2 oversampling section 27 oversamples the input signal at 1 KHz, sampling pulse trains are obtained at 1 KHz intervals, and the corresponding complex coefficient adaptive digital filters (C-ADF) 241,
Add to 242. The oversampling is for suppressing the increase of residual echo caused by the overlap of the band division filters.

【0016】複素係数形適応デイジタルフイルタ241, 2
42は、既に説明したトランスバーサルフイルタで構成さ
れ、印加された2KHz 間隔のサンプリングパルス列に対
して係数乗算器( 図示せず) で係数を乗算して、各成分
毎に疑似エコー信号を生成して減算器231, 232に加え
る。この時の乗算は複素数の乗算になる。
Complex coefficient adaptive digital filter 241, 2
42 is composed of the transversal filter described above, and multiplies the applied sampling pulse train at 2 KHz intervals by a coefficient by a coefficient multiplier (not shown) to generate a pseudo echo signal for each component. Add to the subtracters 231, 232. The multiplication at this time is a complex number multiplication.

【0017】一方、マイク(MIC) からのエコー信号は、
上記と同様に帯域分割フイルタ部21, 間引き処理部21´
及び1:2 オーバサンプリング部22で各周波数成分毎に
分解され、同じく減算器231, 232に加えられる。
On the other hand, the echo signal from the microphone (MIC) is
Similar to the above, the band division filter unit 21, the thinning processing unit 21 '
And the 1: 2 oversampling unit 22 decomposes each frequency component and adds it to the subtracters 231 and 232.

【0018】そこで、この減算器で各周波数成分毎のエ
コー信号と疑似エコー信号との差分、即ち各周波数成分
毎の残留エコー信号が求められ、再び、対応する複素係
数形適応フイルタ241, 242に加えられる。
Therefore, the subtractor obtains the difference between the echo signal for each frequency component and the pseudo echo signal, that is, the residual echo signal for each frequency component, and again outputs the corresponding complex coefficient adaptive filters 241, 242. Added.

【0019】各複素係数形適応デイジタルフイルタは、
残留エコー信号が最小となる様に係数値を制御するの
で、帯域合成フイルタ部25は減算器231, 232の出力を合
成して、残留エコー信号が最小となった合成信号を相手
側に送出する。ここで、図4に示すエコーキャンセラと
図5に示すエコーキャンセラの演算量の比較をする。
Each complex coefficient type adaptive digital filter is
Since the coefficient value is controlled so that the residual echo signal is minimized, the band synthesizing filter unit 25 synthesizes the outputs of the subtracters 231 and 232 and sends the synthesized signal with the minimum residual echo signal to the other side. .. Here, the calculation amounts of the echo canceller shown in FIG. 4 and the echo canceller shown in FIG. 5 are compared.

【0020】前者は前に説明した様に、サンプリング毎
に4096個の係数を用いて演算しなければならない。学習
同定法で係数制御を行う場合を考えると、必要な乗算数
は約4096×2=8192となる。
As described above, the former must be calculated using 4096 coefficients for each sampling. Considering the case of performing coefficient control by the learning identification method, the required number of multiplications is about 4096 × 2 = 8192.

【0021】一方、後者は1:2のオーバサンプリング
をしているので、4096×2=8192個の係数を用いて演算
しなければならないが、動作速度が1 KHz の為、前者の
動作速度の1/16となり、乗算が複素乗算で4倍になるこ
とを考慮すると、全体の演算量は略 1/2に減る。
On the other hand, since the latter has oversampling 1: 2, it must be calculated using 4096 × 2 = 8192 coefficients, but since the operating speed is 1 KHz, the former operating speed Considering that the multiplication becomes 1/16, and the multiplication becomes 4 times in complex multiplication, the total calculation amount is reduced to about 1/2.

【0022】なお、帯域分割フイルタ群, 間引き処理,
および1:2 オーバラップ処理部はポリフェーズフイルタ
とDFT の組合せにより演算量を大幅に削減できるので無
視してもよい。合成フイル部についても同様である。一
般に、帯域分割数をN としても同様の議論が成り立つ。
The band division filter group, thinning processing,
And the 1: 2 overlap processor can be ignored because it can significantly reduce the amount of calculation by combining the polyphase filter and DFT. The same applies to the composite file portion. Generally, the same argument holds when the number of band divisions is N.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、所要演算
量は直接FIR 型( 図4の構成)に比べてかなり少なくな
るが、それでも0.5 〜2sec 程度のエコーを抑圧する為
には、10〜20チップ程度のデイジタル・シグナル・プロ
セッサ(DSP) を必要とする。そこで、より演算量を少な
くして、回路規模の縮小を図らなければならないと云う
問題がある。
As described above, the required calculation amount is considerably smaller than that of the direct FIR type (configuration of FIG. 4), but it is still 10 to suppress the echo of 0.5 to 2 sec. Requires a digital signal processor (DSP) on the order of ~ 20 chips. Therefore, there is a problem that the amount of calculation must be further reduced to reduce the circuit scale.

【0024】本発明は、回路規模の縮小を図ることを目
的とする。
An object of the present invention is to reduce the circuit scale.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。図中、3は入力信号を2n個ずつに区切って
1フレームとし、各フレーム中のn個の信号を相互にオ
ーバーラップ処理すると共に、各フレームを離散フーリ
エ変換し、該入力信号の周波数成分を取り出して出力す
る第1の短時間スペクトル分析手段である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In the figure, 3 is divided into 2n input signals into one frame, and the n signals in each frame are overlapped with each other, and each frame is subjected to discrete Fourier transform to determine the frequency component of the input signal. It is the first short-time spectrum analysis means for taking out and outputting.

【0026】5は係数乗算器を有し、該第1の短時間ス
ペクトル分析手段の出力に対して、それぞれフイルタ演
算を行う適応デイジタルフイルタ手段、6は該適応デイ
ジタルフイルタ手段の演算結果に対して、逆離散フーリ
エ変換を施した後、上記のn個の信号部分を抽出して疑
似エコー信号を生成し、入力したエコー信号との差分を
取って残留エコー信号を取り出すエコーキャンセル手段
である。
Reference numeral 5 denotes a coefficient multiplier, adaptive digital filter means for performing a filter operation on the output of the first short-time spectrum analysis means, and 6 an operation result of the adaptive digital filter means. An echo canceling means for extracting the residual echo signal by taking the difference from the input echo signal by extracting the above n signal parts after performing the inverse discrete Fourier transform.

【0027】4は入力した該残留エコー信号を2n個ず
つに区切って1フレームを生成し、各フレーム中のn個
の信号を相互にオーバーラップ処理すると共に、各フレ
ームを離散フーリエ変換して該残留エコー信号の周波数
成分を取り出して制御信号として送出する第2の短時間
スペクトル分析手段である。
The reference numeral 4 divides the input residual echo signal into 2n units to generate one frame, performs n-overlapping processing on n signals in each frame, and performs discrete Fourier transform on each frame. It is a second short-time spectrum analysis means for extracting the frequency component of the residual echo signal and transmitting it as a control signal.

【0028】そして、該適応フイルタ手段は印加された
制御信号を用いて、残留エコー信号の周波数成分が最小
となる様に該係数乗算器の係数値を制御する。
Then, the adaptive filter means uses the applied control signal to control the coefficient value of the coefficient multiplier so that the frequency component of the residual echo signal is minimized.

【0029】[0029]

【作用】本発明はフレーム単位の信号の周波数成分を求
める手法である、短時間スペクトル分析を利用して信号
中の周波数成分を求め、これらの周波数成分を適応フイ
ルタ手段に加えることにより演算量を削減する様にし
た。
The present invention is a method for obtaining the frequency component of a signal on a frame-by-frame basis. The short-term spectrum analysis is used to obtain the frequency components in the signal, and these frequency components are added to the adaptive filter means to reduce the calculation amount. I tried to reduce it.

【0030】即ち、図1において、第1の短時間スペク
トル分析手段で、入力信号を、順次、フレームで区切
り、1番目のフレームで区切られた信号の後半部分と2
番目のフレームで区切られた信号の前半部分をオーバラ
ップさせる(これをオーバラップ処理と云う)。
That is, in FIG. 1, the first short-time spectrum analyzing unit sequentially divides the input signal into frames, and the latter half of the signal divided into the first frame and 2
The first half of the signal delimited by the second frame is overlapped (this is called overlap processing).

【0031】そして、各フレーム毎に離散フーリエ変換
(DFT) を行うことにより、フレームで区切られた信号の
周波数成分を求める。そして、例えば、トランスバーサ
ルフイルタで構成された適応デイジタルフイルタ(C-AD
F) 手段で各周波数成分毎の疑似エコー成分を求めてエ
コーキャンセル手段に加える。なお、この適応デイジタ
ルフイルタは従来例と同じく複素信号に対するものであ
る。
Then, the discrete Fourier transform is performed for each frame.
By performing (DFT), the frequency component of the signal delimited by the frame is obtained. And, for example, an adaptive digital filter (C-AD composed of a transversal filter).
F) By means, the pseudo echo component for each frequency component is obtained and added to the echo canceling means. The adaptive digital filter is for a complex signal as in the conventional example.

【0032】エコーキャンセル手段は、各C-ADF 手段の
出力を一括して、逆離散フーリエ変換(IDFT)を行った
後、オーバラップを除く為にフレームの後半部分の信号
を取り出して疑似エコー信号とし、入力するエコー信号
と差分を取って残留エコー信号を得る。
The echo canceling means performs the inverse discrete Fourier transform (IDFT) on the outputs of the respective C-ADF means at once, and then takes out the signal in the latter half part of the frame in order to eliminate the overlap, and outputs the pseudo echo signal. Then, the residual echo signal is obtained by taking the difference from the input echo signal.

【0033】第2の短時間スペクトル分析手段は、上記
と同様な処理で、残留エコー信号の各周波数成分を求
め、この周波数成分が最小となる様に適応デイジタルフ
ルタ内の係数を制御する。
The second short-time spectrum analysis means obtains each frequency component of the residual echo signal by the same processing as described above, and controls the coefficient in the adaptive digital filter so that this frequency component is minimized.

【0034】結局、本発明は、受信信号に対する一連の
処理はたたみこみ演算をおこなっていることに相当し、
適応デイジタルフイルタの各係数値がうまく選択できれ
ば、通常のFIR (有限長インパルス応答) 型構成にブロ
ックLMS アルゴリズム( 処理フレーム内のエラーの2乗
和が少なくなる方向に係数値を制御するアルゴリズム)
を適用する場合と同様の原理で疑似エコー信号が得られ
る。
After all, the present invention corresponds to performing a convolution operation as a series of processing on the received signal,
If each coefficient value of the adaptive digital filter can be selected well, the block LMS algorithm (algorithm that controls the coefficient value in the direction of reducing the square sum of errors in the processing frame) is used in the normal FIR (finite length impulse response) type configuration.
A pseudo echo signal can be obtained by the same principle as in the case of applying.

【0035】なお、入力信号および残留エコー信号に対
するハーフオーバラップおよびDFTの処理の部分は短時
間スペクトル分析であり、各帯域毎にエラー最小化の処
理を行うことに相当するが、この様な処理をすることに
より演算量が少なくなり、回路規模の縮小を図ることが
できる。
The portion of the half overlap and DFT processing for the input signal and the residual echo signal is short-time spectrum analysis, which is equivalent to performing error minimization processing for each band. By doing so, the amount of calculation is reduced and the circuit scale can be reduced.

【0036】[0036]

【実施例】図2は本発明の実施例の構成図、図3は図2
の動作説明図である。ここで、32サンプルオーバラップ
部31, 41、64点高速フーリエ変換部32, 42は第1,第2
の短時間スペクトル分析手段3,4の構成部分、トラン
スバーサルフイルタ501 〜564 は適応デイジタルフイル
タ手段5の構成部分、64点逆高速フーリエ変換部61, 後
半32サンプル部62, 減算部63はエコーキャンセル手段6
の構成部分である。
2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of FIG. Here, the 32-sample overlap units 31 and 41 and the 64-point fast Fourier transform units 32 and 42 are the first and second
Of the short-time spectrum analysis means 3 and 4, the transversal filters 501 to 564 are the constituent portions of the adaptive digital filter means 5, the 64-point inverse fast Fourier transform unit 61, the latter half 32 sample unit 62, and the subtraction unit 63 are echo cancellers. Means 6
Is a constituent part of.

【0037】以下、2n=64として、図3を参照して
図2の動作を説明する。先ず、32サンプルオーバラップ
部 31 は、サンプリングパルスが64個入力する毎にフレ
ームF1, F2, F3・・に分割した後、図3- に示す様
に、32サンプリングパルスずつオーバラップさせた後、
1フレームずつ64点高速フーリエ変換部32に加える。
The operation of FIG. 2 will be described below with reference to FIG. 3 with 2n = 64. First, the 32 sample overlap section 31 divides the frame into frames F 1 , F 2 , F 3 ··· every time 64 sampling pulses are input, and then overlaps by 32 sampling pulses as shown in Fig. 3-. After
Each frame is added to the 64-point fast Fourier transform unit 32.

【0038】ここで、入力するサンプリングパルスをオ
ーバラップさせるには、このサンプリングパルスを32サ
ンプルオーバーラップ部内のバッフアメモリに、図3-
に示す様に格納する。
Here, in order to overlap the input sampling pulse, this sampling pulse is stored in the buffer memory in the 32 sample overlap section as shown in FIG.
Store as shown in.

【0039】即ち、最初は0番地から(2n −1)番地まで
2n 個のサンプリングパルスが格納されるまで待つ。2n
個のサンプリングパルスが格納された時点で 2n 点FFT
以降の処理を開始するが、この間にも次の入力サンプリ
ングパルスが 2n 番地から順番に格納されていくが、一
連の処理は(3n −1)番地までサンプリングパルスが入力
される前に終了させる。
That is, first from address 0 to address (2n −1)
Wait until 2n sampling pulses are stored. 2n
2n point FFT when the sampling pulses are stored
Although the following processing is started, the next input sampling pulse is also stored in order from this time, starting from address 2n, but the series of processing is terminated before the sampling pulse is input up to address (3n −1).

【0040】次は、(3n −1)番地までサンプリングパル
スが格納された時点で、n 番地から(3n −1)番地までの
2n 個のサンプリングパルスを対象として一連の処理を
行う。 以下、上記と同様な処理を行う。
Next, at the time when the sampling pulse is stored up to the address (3n −1), from the address n to the address (3n −1)
A series of processing is performed for 2n sampling pulses. Hereinafter, the same processing as the above is performed.

【0041】ここで、バッファメモリの有効利用の為、
(3n −1)番地にサンプリングパルスが格納された後は、
再び、0番地からサンプリングパルスを格納していく。
従って、次のフレームでの処理の対象は 2n 番地から(3
n −1)番地, および0番地から(n−1)番地までを合わせ
た2nサンプリングパルスとなる。
Here, in order to effectively use the buffer memory,
After the sampling pulse is stored in the address (3n −1),
The sampling pulse is stored again from the address 0.
Therefore, the target of processing in the next frame is from address 2n to (3
It is a 2n sampling pulse that combines the addresses (n-1) and 0 to (n-1).

【0042】さて、64点高速フーリエ変換部32では、公
知の様に離散フーリエ変換(DFT) を効率良く計算する為
の部分で、各フレーム毎に高速フーリエ変換(FFT) を行
って、フレーム毎の周波数成分を抽出する。
The 64-point fast Fourier transform unit 32 is a well-known portion for efficiently calculating the discrete Fourier transform (DFT). The fast Fourier transform (FFT) is carried out for each frame, and the fast Fourier transform (FFT) is carried out for each frame. The frequency component of is extracted.

【0043】なお、図3のに示す様に、フレームF1
後半部分の32サンプリングパルスとフレームF2の前半部
分の32サンプリングパルス、フレームF2の後半部分とフ
レームF3の前半部分・・はオーバラップしているが、こ
の部分は従来例で説明したオーバサンプリングに相当
し、2倍の周波数でサンプリングしていることに対応す
る。
Incidentally, as shown in FIG. 3, 32 sampling pulse 32 the first half of the sampling pulse and the frame F 2 in the latter half of the frame F 1, the first half of the second half and the frame F 3 of the frame F 2 · · Overlap, but this portion corresponds to the oversampling described in the conventional example and corresponds to sampling at twice the frequency.

【0044】さて、抽出された周波数成分はそれぞれ、
対応するFIR 型の適応デイジタルフイルタ部分に加えら
れるが、適応デイジタルフイルタ部分として、例えば 6
4 個のトランスバーサルフイルタ501 〜564 を用いる。
Now, the extracted frequency components are respectively
It is added to the corresponding FIR type adaptive digital filter part, but as an adaptive digital filter part, for example, 6
Use four transversal filters 501-564.

【0045】例えば、トランスバーサルフイルタ501
は、上記で説明した様に、各単位遅延素子T の入出力側
において、印加された周波数成分に対して係数乗算器 h
0 ・・を用いて係数を乗算した後、加算器S01 で加算し
て、この周波数成分に対する疑似エコー信号を生成して
64点逆離散フーリエ変換部(IFFT)61に印加する。
For example, transversal filter 501
As described above, the coefficient multiplier h is applied to the applied frequency component on the input / output side of each unit delay element T.
After multiplying the coefficient by using 0 ···, add it by the adder S 01 to generate a pseudo echo signal for this frequency component.
It is applied to the 64-point inverse discrete Fourier transform unit (IFFT) 61.

【0046】他のトランスバーサルフイルタも上記と同
様な動作をして、それぞれ入力した周波数成分に対する
疑似エコー信号を生成して64点逆離散フーリエ変換部(I
FFT)に印加する( 図3- 参照) 。
The other transversal filters also operate in the same manner as described above to generate pseudo echo signals for the respective input frequency components and to generate a 64-point inverse discrete Fourier transform unit (I
FFT) (see Figure 3-).

【0047】なお、図3- はフレーム中の1番目のサ
ンプリングパルスはトランスバーサルフイルタ501, 64
番目のサンプリングパルスはトランスバーサル564 に印
加されることを示している。
In FIG. 3-, the first sampling pulse in the frame is the transversal filter 501, 64.
The th sampling pulse is shown to be applied to transversal 564.

【0048】64点逆離散フーリエ変換部61は、印加され
た各周波数成分に対する疑似エコー信号に対して逆離散
フーリエ変換した後、後半部分を取り出してオーバラッ
プを取り除き、疑似エコー信号として減算器64に印加す
る( 図3- 参照) 。
The 64-point inverse discrete Fourier transform unit 61 performs an inverse discrete Fourier transform on the applied pseudo echo signal for each frequency component, and then extracts the latter half to remove the overlap and subtracts it as a pseudo echo signal. (See Fig. 3-).

【0049】減算器63には、マイクMIC からのエコー信
号も印加されているので、ここで差分が取られて残留エ
コー信号が抽出され、32サンプルオーバラップ部41に印
加される。
Since the echo signal from the microphone MIC is also applied to the subtractor 63, the difference is taken here to extract the residual echo signal, which is applied to the 32-sample overlap section 41.

【0050】32サンプルオーバラップ部41は、上記と同
様に、残留エコー信号が64個入力する毎に1つのフレー
ムに分割した後、32個ずつオーバラップさせた後、1フ
レームずつ 64 点高速フーリエ変換部42に加える。
Similarly to the above, the 32-sample overlap section 41 divides the residual echo signal into one frame each time 64 residual echo signals are input, overlaps each by 32, and then performs 64-point fast Fourier transform on each frame. Add to the conversion unit 42.

【0051】そこで、64点高速フーリエ変換部32は、各
フレーム毎に高速フーリエ変換(FFT) を行ってフレーム
毎の残留エコー信号成分を取り出し、これらの成分が最
小となる様に、対応するトランスバーサルフイルタ内の
係数乗算器の係数を更新制御するが、係数の更新制御に
は、例えば公知の学習同定法を使用すればよい。
Therefore, the 64-point fast Fourier transform unit 32 performs a fast Fourier transform (FFT) for each frame to extract the residual echo signal components for each frame, and the corresponding transformers are arranged so that these components are minimized. The coefficient of the coefficient multiplier in the Versal filter is updated and controlled. For the update control of the coefficient, for example, a known learning identification method may be used.

【0052】次に、本発明と従来例の場合の演算量の比
較を行う。抑圧すべきエコー信号の長さをN サンプル、
本発明における処理フレーム当たりのサンプル数、また
は従来例における帯域分割数をK とすると、本発明に必
要な演算量は
Next, a comparison will be made of the amount of calculation between the present invention and the conventional example. The length of the echo signal to be suppressed is N samples,
If the number of samples per processing frame in the present invention or the number of band divisions in the conventional example is K, the amount of calculation required in the present invention is

【0053】[0053]

【数1】 [Equation 1]

【0054】一方、図5の帯域分割型構成では、On the other hand, in the band division type configuration of FIG.

【0055】[0055]

【数2】 [Equation 2]

【0056】の演算が必要となる。ただし、帯域分割フ
イルタ群をFFT とポリフェーズフイルタ( 多相フイルタ
?)で構成することを前提としている。また、αはポリフ
ェーズフイルタの為に必要な演算量である。
The calculation of is required. However, the group of band-divided filters is FFT and polyphase filter (multiphase filter).
It is assumed to be configured with?). Further, α is a calculation amount required for the polyphase filter.

【0057】例えば、N =4096, K =64とおくと、本発
明で必要な演算量は(1) 式から188/サンプルとなり、
(2) 式から求めた従来例における値(572+α)/サンプル
に比べて約1/3 と少なくなる。
For example, if N = 4096 and K = 64, the amount of calculation required in the present invention is 188 / sample from the equation (1),
It is about 1/3 less than the value (572 + α) / sample in the conventional example obtained from equation (2).

【0058】ここで、(1) 式は下記の様に得られる。即
ち、図2において、3個のK 点FFT またはK 点IFFTが必
要となるが、1回の実入力FFT に要する実乗算数は2K
〔Log2(K/2)+1〕である。
Here, the equation (1) is obtained as follows. That is, in FIG. 2, three K-point FFTs or K-point IFFTs are required, but the actual number of multiplications required for one actual input FFT is 2K.
[Log 2 (K / 2) +1].

【0059】従って、3個で2K〔Log2(K/2)+
1〕×3となるが、サンプル当たりに直すとK/2に間
引きされることから
Therefore, with 3 pieces, 2K [Log 2 (K / 2) +
1] × 3, but if it is corrected per sample, it will be thinned out to K / 2

【0060】[0060]

【数3】 [Equation 3]

【0061】となる。一方、トータルのチップ数は2Nと
なるので、複素信号に対する学習同定法を過程するとフ
レーム当たりの乗算数は2N×2×4=16Nとなる。
これを、サンプル当たりに直すとK/2間引きされてい
ることを考慮して
It becomes On the other hand, since the total number of chips is 2N, the number of multiplications per frame is 2N × 2 × 4 = 16N when the learning identification method for complex signals is processed.
Considering that if this is corrected per sample, K / 2 is thinned out

【0062】[0062]

【数4】 [Equation 4]

【0063】となる。そこで、(3) 式+(4) 式から(1)
式が得られる。
It becomes Therefore, from equation (3) + equation (4),
The formula is obtained.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上詳細に説明した様に本発明によれ
ば、回路規模の縮小を図ることができると云う効果があ
る。
As described in detail above, according to the present invention, there is an effect that the circuit scale can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の実施例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】図2の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of FIG. 2;

【図4】エコーキャンセラの原理説明図で、(a) は構成
図、(b) は(a) の中のトランスバーサルフイルタの構成
図である。
4A and 4B are diagrams illustrating the principle of an echo canceller, in which FIG. 4A is a configuration diagram and FIG. 4B is a configuration diagram of a transversal filter in FIG. 4A.

【図5】従来例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional example.

【図6】図5の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 第1の短時間スペクトル分析手段 4 第2の短時間スペクトル分析手段 5 適応デイジタルフイルタ手段 6 エコーキャンセル手段 3 First Short-Time Spectrum Analysis Means 4 Second Short-Time Spectrum Analysis Means 5 Adaptive Digital Filter Means 6 Echo Cancellation Means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号を2n個(nは正の整数)ずつ
に区切って1フレームとし、各フレーム中のn個の信号
を相互にオーバーラップ処理すると共に、各フレームを
離散フーリエ変換し、該入力信号の周波数成分を取り出
して出力する第1の短時間スペクトル分析手段(3) と、 係数乗算器を有し、該第1の短時間スペクトル分析手段
の出力に対して、それぞれフイルタ演算を行う適応デイ
ジタルフイルタ手段(5) と、 該適応デイジタルフイルタ手段の演算結果に対して、逆
離散フーリエ変換を施した後、上記のn個の信号部分を
抽出して疑似エコー信号を生成し、入力したエコー信号
との差分を取って残留エコー信号を取り出すエコーキャ
ンセル手段(6)と、 入力した該残留エコー信号を2n個ずつに区切って1フ
レームを生成し、各フレーム中のn個の信号を相互にオ
ーバーラップ処理すると共に、各フレームを離散フーリ
エ変換して該残留エコー信号の周波数成分を取り出して
制御信号として送出する第2の短時間スペクトル分析手
段(4) とを設け、 該適応フイルタ手段は、印加された制御信号を用いて、
残留エコー信号の周波数成分が最小となる様に該係数乗
算器の係数値を制御することを特徴とするエコーキャン
セラ方式。
1. An input signal is divided into 2n pieces (n is a positive integer) to form one frame, and n pieces of signals in each frame are mutually overlapped and each frame is subjected to discrete Fourier transform, A first short-time spectrum analyzing means (3) for extracting and outputting the frequency component of the input signal and a coefficient multiplier are provided, and a filter operation is performed for each output of the first short-time spectrum analyzing means. The adaptive digital filter means (5) to be performed, and after performing an inverse discrete Fourier transform on the calculation result of the adaptive digital filter means, the n signal portions are extracted to generate a pseudo echo signal, and the input The echo canceling means (6) for extracting the residual echo signal by taking the difference from the echo signal and the residual echo signal input are divided into 2n units to generate one frame, and each frame is generated. And a second short-time spectrum analysis means (4) for mutually overlapping processing the n signals of the above and performing discrete Fourier transform of each frame to extract the frequency component of the residual echo signal and transmitting it as a control signal. And the adaptive filter means uses the applied control signal to
An echo canceller system, wherein the coefficient value of the coefficient multiplier is controlled so that the frequency component of the residual echo signal is minimized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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