JPH06164454A

JPH06164454A - 伝送システム、加入者端末ユニットおよびサブバンドエコーキャンセラー

Info

Publication number: JPH06164454A
Application number: JP5203986A
Authority: JP
Inventors: Walter Kellermann; ケラーマンヴァルター
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1994-06-10
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: KR100265522B1; EP0584861A1; JP3747072B2; KR940004992A; DE4227327A1; US5500880A

Abstract

(57)【要約】【目的】受信路ｒと送信路ｓとの間で切り替えること
ができるキャンセラー５を含むサブバンドエコーキャン
セラー５，６を有する伝送システムを、計算が簡単化さ
れかつサブバンド符号化または復号による信号遅延が低
減されるように改良する。【構成】サブバンド符号化装置１，２，３，４が、サ
ブバンド符号化およびサブバンドエコーキャンセルのた
めにも設けられている合成フィルタバンク２および解析
フィルタバンク３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つのサブ
バンド符号化装置と少なくとも１つのサブバンドエコー
キャンセラーとを有する少なくとも２つのトランシーバ
局間で信号を伝送するための伝送システムであって、前
記サブバンドエコーキャンセラーは、サブバンド符号化
装置に結合されるために設けられており、前記符号化装
置は少なくとも１つの合成フィルタバンクおよび少なく
とも１つの解析フィルタバンクを有し、前記合成フィル
タバンクおよび前記解析フィルタバンクは、前記サブバ
ンド符号化装置に対しておよび前記サブバンドエコーキ
ャンセラーに対しても設けられている伝送システムに関
する。

【０００２】本発明は更に、エコーキャンセラーおよ
び、少なくとも１つのマイクロホンおよび少なくとも１
つのスピーカによって形成されるエコー路を有しかつこ
の種のエコーキャンセラーを有する加入者端末ユニット
並びに少なくとも１つのサブバンド符号化装置および少
なくとも１つのこの種のエコーキャンセラーを有する少
なくとも２つのトランシーバ局間で信号を伝送するため
の伝送システムに関する。

【０００３】

【従来の技術】簡単にするために以下にエコーキャンセ
ラーと称するこの形式のサブバンドエコーキャンセラー
は殊に、サテライトリンクを介する電話接続に対する音
声信号における電気的なエコーキャンセルおよび加入者
端末ユニット、例えばビデオ会議ユニットのハンドフリ
ーファシリティにおける音響エコーキャンセルのために
必要である。これらのユニットにおいては、複雑かつ高
価な画像符号化のために音声信号の付加的な遅延があ
る。

【０００４】“Advance in Speech Signal Processin
g”（Sadaoki および M. Mohan Sondhi 著, 第３２７な
いし３５６頁）から、受信路と送信路との間で切り替え
ることができるキャンセラーを設けることが公知であ
る。ここではエコー路の入力信号および出力信号は、低
減された走査レートで走査されるＮ個のサブバンド信号
のベクトルを発生する同一の解析フィルタバンクを介し
て送信される。キャンセラーは、サブバンドエコー信号
に相応するサブバンド信号のベクトルを形成する。結果
として減算器装置の出力側に現れるサブバンドエラー
は、合成フィルタバンクを介して送信され、そこで遠隔
スピーカに戻されるフルバンド信号が発生される。

【０００５】

【発明の課題】本発明の課題は、サブバンド符号化およ
びサブバンド復号のために有利に使用することができる
サブバンドエラーキャンセラーを提供することである。

【０００６】

【発明の概要】この課題は、合成フィルタバンクおよび
解析フィルタバンクが、サブバンド符号化装置に対して
およびサブバンドエコーキャンセラーに対しても設けら
れている、符号化装置が少なくとも１つの合成フィルタ
バンクおよび少なくとも１つの解析フィルタバンクを有
する、サブバンド符号化装置に結合されるために設けら
れているサブバンドエコーキャンセラーによって解決さ
れる。

【０００７】本発明は、サブバンド符号化がサブバンド
エコーキャンセルに無関係に行われるとき、サブバンド
エコーキャンセルによって惹き起こされる付加的な信号
遅延があるという認識に基づいている。この遅延は、本
発明によって、サブバンドエコーキャンセラーの合成お
よび解析フィルタバンクの機能をサブバンドエンコーダ
の合成および解析フィルタバンクと統合したことによっ
て回避される。その場合エコーキャンセラーは、“Adva
nce in Speech Signal Processing”（Sadaoki および
M. Mohan Sondhi 著）から公知のようなサブバンドエ
コーキャンセラーとして設けられている。エコーキャン
セラーは、遠隔端末サブバンド受信信号を復号するため
のサブバンドデコーダと、近接端末サブバンド送信信号
を符号化するためのサブバンドエンコーダとから成る。
エコーキャンセラーは、送信路と受信路との間に挿入さ
れたキャンセラーと、減算器と、受信路に挿入された合
成フィルタバンクと、送信路に挿入された解析フィルタ
バンクとによって形成される。サブバンド符号化装置に
おいて発生されるサブバンド信号は、エコーキャンセラ
ーの複雑さを軽減する。サブバンド受信信号の処理全体
は、エコーキャンセラーによって行われ、一方合成フィ
ルタバンクおよび解析フィルタバンクは、サブバンド符
号化およびサブバンドエコーキャンセルのために設けら
れている。この目的のために、キャンセラーは、エコー
路を模倣しかつサブバンド符号化を合成しかつ解析する
ための伝達関数を有している。サブバンドエコーキャン
セルの、サブバンド符号化装置との統合および結果的に
得られる、解析および合成フィルタバンクの省略によ
り、これらフィルタバンクに対する簡単化された計算回
路が実現され、更には信号遅延が低減される。その場合
エコーキャンセラーは、サブバンド符号化装置に対して
使用される符号化方法に無関係である。

【０００８】第１に計算回路の簡単化および計算コスト
の低減を目的とする直接構成において、エコーキャンセ
ラーは、受信機端末においてエコー路に前置接続されて
いる合成フィルタバンクと、送信機端末においてエコー
路に後置接続されている解析フィルタバンクとを有し、
キャンセラーは、サブバンド符号化に対する合成および
解析をモデル化するためにも設けられている。

【０００９】この直接構成においてエラー推定値を決定
するために、キャンセラーは、サブバンドデコーダと合
成フィルタバンクとの間で受信路に接続されておりかつ
減算器を介して、サブバンドエンコーダと解析フィルタ
バンクとの間で送信路に接続されている。

【００１０】キャンセラーに対して種々の駆動を行うこ
とができ、その際減算器の第１の出力信号および／また
はデコーダの出力側における復号された信号および／ま
たはエンコーダの出力側における送信信号が、キャンセ
ラーの駆動のために使用される。

【００１１】殊に、改善された集中特性を目的とする間
接構成において、エコーキャンセラーは受信機端末にお
いてエコー路に前置接続された第１の合成フィルタバン
クと、キャンセラー装置に後置接続された第２の合成フ
ィルタバンクを有し、サブバンドデコーダには、エコー
路の送信信号および第２の合成フィルタバンクの出力信
号から形成された信号を処理するために設けられている
第１の解析フィルタバンクが前置接続されている。直接
構成とは異なって、エコー路に対する推定値は、サブバ
ンド信号からではなくて、フルバンド処理から導出され
る。

【００１２】エコーキャンセラーの間接構成の場合の、
キャンセラーに対する駆動例によれば、エコーキャンセ
ラーは、第１の合成フィルタバンクの出力信号を処理す
るための第２の解析フィルタバンクと、エコー路の出力
信号を処理するための第３の解析フィルタバンクと、減
算器と、キャンセラーを駆動するためのキャンセル装置
とによって形成された識別装置を有している。

【００１３】エコーキャンセラーの実施例によれば、エ
コーキャンセラーはデジタル信号プロセッサおよび／ま
たはデジタル回路として実現されている。

【００１４】エコーキャンセラーの有利な用途は、少な
くとも１つのマイクロホンおよび少なくとも１つのスピ
ーカによって形成されるエコー路を有する、加入者端
末、例えば、自動車電話用のハンドフリーファシリテ
ィ、ビデオホンまたはビデオ会議ユニットである。

【００１５】更に、エコーキャンセラーは、少なくとも
１つのサブバンド符号化装置を有する少なくとも２つの
トランシーバ局間に符号化された信号を伝送するために
伝送システムに使用することができる。その場合エコー
キャンセラーは、使用の符号化方法に無関係である。

【００１６】

【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。

【００１７】図１に示されたサブバンド符号化装置１，
２，３，４は、送信信号を符号化するためのサブバンド
エンコーダ４と、受信信号２１を復号するためのサブバ
ンドデコーダ１と、合成フィルタバンク２と、サブバン
ドエコーキャンセラー５，６の解析フィルタバンク３と
から成っている。エコーキャンセラー５，６は更に、受
信路ｒと送信路ｓとの間に挿入されたキャンセラー５
と、減算器６とを含んでいる。サブバンドデコーダ１の
出力側において、復号された受信信号２２が取り出さ
れ、それは合成フィルタバンク２およびキャンセラー５
に供給される。合成フィルタバンク２の出力側におい
て、ＤＡ変換器（図１には示されていない）を介してエ
コー路７のスピーカ７ａに供給される音声信号２３がフ
ルバンド信号として生じる。受信路ｒにおいて、遠隔端
末Ｆから送信された信号がデジタルに近接端末Ｎに転送
される。エコー路７のマイクロホン７ｂが付加的に近接
端末Ｎに設けられている。マイクロホン７ｂによって発
生された信号２４はＡＤ変換器（これも図示されていな
い）を介して解析フィルタバンク３に供給される。送信
路ｓに含まれている減算器６は、解析フィルタバンク３
の出力信号２５とキャンセラー５から到来する出力信号
２６とから差信号を形成する。この差信号２７は、一方
においてキャンセラー５を駆動しかつ他方においてサブ
バンドエンコーダ４に供給される。サブバンドエンコー
ダ４の出力は、伝送または転送すべき符号化された送信
信号２８である。

【００１８】遠隔端末Ｆから到来する、サブバンドデコ
ーダ１に供給される受信信号２１は、Ｎ個のサブバンド
信号を有しておりかつ規定のサンプリングレートに比し
て係数Ｒだけ低減されているサンプリングレートにおい
て発生されている。このサブバンドデコーダ１におい
て、受信信号はまず復号されかつそれから復号された受
信信号２２として合成フィルタバンク２に転送される。
図１に図示の信号はすべて、それらのＺ変換によって表
されている。即ちサブバンド信号は、サブバンドの数を
表す長さＮのベクトルにおいて結合されている。合成フ
ィルタバンク２は、復号された受信信号２２をフルバン
ド信号として形成されている音声信号２３に変換する。
フルバンド信号として形成されておりかつエコー路７か
ら到来する音声信号２４は解析フィルタバンク３を通過
し、かつエコーキャンセルなしに発生されたサブバンド
信号２５，２７は、サブバンドエンコーダ４において送
信信号に変換される。サブバンドエコーキャンセルの場
合、復号されたサブバンド信号２２はキャンセラー５に
対する入力信号として使用される。キャンセラー５は、
エコー路７に対するサブバンド推定値のセット２６を形
成し、その結果サブバンド信号２７におけるエコーは低
減される。その場合キャンセラー５は、符号化すべき送
信信号２７によって制御することができる。図１から明
らかであるように、図１に示されたエコーキャンセラー
はエコーキャンセルの結果として付加的な信号遅延を惹
き起こさない。というのは、唯一の合成フィルタバンク
２または唯一の解析フィルタバンク３しか必要としない
からである。これにより、サブバンドエコーキャンセル
をサブバンド符号化と統合することが可能になる。いず
れにせよサブバンドエコーキャンセルに対して必要であ
る合成フィルタバンク２および解析フィルタバンク３に
対して付加的に、解析または合成のために別の素子は必
要でない。この点において、キャンセラー５はエコー路
７を模倣するのみならず、サブバンド符号化の合成およ
び解析も模倣することができる。キャンセラーに対して
マトリクス表示法において次の伝達関数が設定されてい
る：

【００１９】

【数１】

【００２０】上式中、Ａ（ｚ）およびＳ（ｚ）は、合成
フィルタバンク２および解析フィルタバンク３の伝達関
数を定義しかつ下線が付された関数は、サブバンド信号
を表す。

【００２１】図２に示されたエコーキャンセラー５，６
ａにおいて、図１に使用された参照番号がここでも使用
されている。サブバンド符号化装置１，２ａ，３ａ，４
は、送信信号２７を符号化するためのサブバンドエンコ
ーダ４と、受信信号２１を復号するためのサブバンドデ
コーダ１と、合成フィルタバンク２ａと、解析フィルタ
バンク３ａとから成っている。更に、エコーキャンセラ
ー５，６ａは、受信路ｒと送信路ｓとの間に挿入されて
いるキャンセラー５と、減算器５ａとから成る。サブバ
ンドデコーダ１の出力側において、合成フィルタバンク
２およびキャンセラー５に供給される、復号された受信
信号２２が取り出される。合成フィルタバンク２ａの出
力側において、ＤＡ変換後（図２には示されていな
い）、エコー路７のスピーカ７ａに供給される音声信号
２３がフルバンド信号として生じる。更に、近接端末Ｎ
にマイクロホン７ｂが設けられており、マイクロホン７
ｂによって供給された音声信号２４はＡＤ変換後に減算
器６ａに供給される。減算器６ａによって供給されるフ
ルバンド信号３１は第１の解析フィルタバンク３ａに供
給される。このフィルタバンクの出力側は、送信路ｓに
符号化すべき送信信号２７を発生する。符号化すべき送
信信号２７は、サブバンドエンコーダ４に供給される。
サブバンドエンコーダの出力側は、伝送すべき符号化さ
れた送信信号２８を発生する。キャンセラー５は、エラ
ーのあるエラー信号２９を出力する第１のキャンセラー
装置５ａを有する。この信号は、第２の合成フィルタバ
ンク２ｂを介してエラーのあるフルバンド信号３０にエ
ラーのあるフルバンド信号に変換される。このエラーの
あるフルバンド信号３０は、マイクロホン７ｂから供給
される音声信号２４から減算される。図２に示されてい
るエコーキャンセラー装置２ａ，３ａ，５，６ａは更
に、第１の合成フィルタバンク２ａの出力信号２３を処
理するための第２の解析フィルタバンク３ｂと、マイク
ロホン７ｂの出力信号を処理するための第３の解析フィ
ルタバンク３ｃと、減算器６ｂと、第１のエコーキャン
セラー装置５ａを駆動するための第２のエコーキャンセ
ラー装置５ｂとを有している。

【００２２】図２に示されたエコーキャンセラー５，６
ａは、図１に示されたエコーキャンセラーに対して“間
接”構成を有しており、２つのエラーキャンセラー間の
主な差異は、図２に示された実施例においてはエラー信
号がサブバンド信号としてではなくて、フルバンド信号
として発生される点にある。結果として、第２の付加的
な合成フィルタバンク２ｂは、エコー推定値３０のため
に必要であるが、解析および合成を模倣するために第１
のキャンセラー装置５ａに対して必要である回路は省略
される。

【００２３】図３には、例えば、ビデオ会議リンク用の
ビデオ信号を伝送するのに適している伝送システムが示
されている。この伝送システムは、伝送システムの第１
の端末における第１のトランシーバ装置１００と第２の
端末における第２のトランシーバ装置１０１とを有して
いる。トランシーバ１００，１０１は、例えば、サテラ
イト伝送リンクによって形成されている伝送チャネル１
０３を介して相互接続されている。トランシーバ１０
０，１０１は例えば、図１および図２に示されているよ
うなエコーキャンセラーを有している。第１のトランシ
ーバ１００は、第２のトランシーバ１０１からの送信信
号２８に基づいている受信信号２１’を受信する。第２
のトランシーバ１０１は、第１のトランシーバからの送
信信号２８’によって形成されている受信信号２１を受
信する。トランシーバ１００，１０１のエコーキャンセ
ラーは、音声信号２３，２３’を発生しかつ、択一的
に、エコー路からの音声信号２４，２４’を処理する
（図３には示されていない）。

【００２４】殊にサブバンドエコーキャンセルに関する
詳しい情報は、以下の文献を参照することができる：W.
Kellermann 著, Analysis and design of multirate s
ystems for cancellation of acoustical echoes（Ｐｒ
ｏｃ.ＩＣＡＳＳＰ８８, 第２５７０−２５７３頁、Ｎｅ
ｗＹｏｒｋ,ＮＹ,ＵＳＡ,１９８８年４月）。

【００２５】A. Gilloire および M. Vetterli 著, Ada
ptive filtering in sub-bands（Ｐｒｏｃ.ＩＣＡＳＳ
Ｐ８８, 第１５７２−１５７６頁、ＮｅｗＹｏｒｋ,Ｎ
Ｙ,ＵＳＡ,１９８８年４月）。

【００２６】M. M. Sondhi および W. Kellermann 著,
Echo cancellation for speech signals, in speech si
gnals（ＩｎＳ.ＦｕｒｕｉａｎｄＭ.Ｍ.Ｓｏｎｄｈ
ｉ,ｅｄｓ.,Ａｄｄａｎｃｅｓｉｎｓｐｅｅｃｈｓｉ
ｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ,ＭａｒｃｅｌＤｅｋ
ｋｅｒ,ｉｎｃ.,１９９１年）。

【００２７】D. Slock 著, Fractionally-spaced subba
nd and multiresoluyion adaptivefilters（Ｐｒｏｃ.
ＩＣＡＳＳＰ９１, 第３６９３−３６９６頁、Ｔｏｒｏ
ｎｔｏ,Ｃａｎａｄａ,１９９１年３月）。

【図面の簡単な説明】

【図１】直接構成のサブバンド符号化装置およびエコー
キャンセラーを示すブロック回路略図である。

【図２】間接構成のサブバンド符号化装置およびエコー
キャンセラーを示すブロック回路略図である。

【図３】デジタル伝送システムを示す略図である。

【符号の説明】

１サブバンドデコーダ、２，２ａ，２ｂ合成フィ
ルタバンク、３，３ａ，３ｂ，３ｃ解析フィルタバ
ンク、４サブバンドエンコーダ、５キャンセラ
ー、５ａ，５ｂキャンセラー装置、６，６ａ，６
ｂ減算器、７エコー路、７ａスピーカ、７ｂ
マイクロホン、２１，２１’ 受信信号、２８，
２８’ 送信信号、１００，１０１トランシーバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのサブバンド符号化装置
（１、２、３、４；１，２ａ，３ａ，４）および少なく
とも１つのサブバンドエコーキャンセラー（５，６；
５，６ａ）を有する、少なくとも２つのトランシーバ局
（１００，１０１）間に信号（２１，２１’，２８，２
８’）を伝送するための伝送システムであって、前記サ
ブバンドエコーキャンセラー（５，６；５，６ａ）は、
サブバンド符号化装置（１，２，３，４；１，２ａ，３
ａ，４）に結合されるために設けられており、前記符号
化装置は少なくとも１つの合成フィルタバンク（２；２
ａ）および少なくとも１つの解析フィルタバンク（３；
３ａ）を有し、前記合成フィルタバンク（２；２ａ）お
よび前記解析フィルタバンク（３；３ａ）は、前記サブ
バンド符号化装置（１，２，３，４；１，２ａ，３ａ，
４）に対しておよび前記サブバンドエコーキャンセラー
（５，６；５，６ａ）に対しても設けられていることを
特徴とする伝送システム。
【請求項２】サブバンド符号化装置（１，４）は、送
信信号（２７）を符号化するためのサブバンドエンコー
ダ（４）および受信信号（２１）を復号するためのサブ
バンドデコーダ（１）を有している請求項１記載の伝送
システム。
【請求項３】合成フィルタバンク（２；２ａ）は受信
機端末においてエコー路（７）に前置接続されておりか
つ解析フィルタバンク（３；３ａ）は送信機端末におい
てエコー路（７）に後置接続されており、キャンセラー
（５）は、サブバンド符号化に対する合成および解析を
モデル化するためにも設けられている請求項１または２
記載の伝送システム。
【請求項４】キャンセラー（５）は、サブバンドデコ
ーダ（１）と合成フィルタバンク、（２）との間で受信
路（ｒ）に接続されておりかつ解析フィルタバンク
（３）とサブバンドエンコーダ（４）との間で減算器
（６）を介して送信路（ｓ）に接続されている請求項１
から３までのいずれか１項記載の伝送システム。
【請求項５】減算器（６）の第１の出力信号（２７）
および／またはサブバンドデコーダ（１）の出力側にお
ける復号された信号（２２）および／またはサブバンド
エンコーダ（４）の出力側における送信信号（２８）は
キャンセラー（５）を駆動するために設けられている請
求項１から４までのいずれか１項記載の伝送システム。
【請求項６】サブバンドエコーキャンセラー（５，５
ａ）は、受信機端末におけるエコー路（７）に前置接続
されている第１の合成フィルタバンク（２ａ）と、キャ
ンセラー（５）の第１のキャンセラー装置（５ａ）に後
置接続されている第２の合成フィルタバンク（２ｂ）と
を有し、かつ第１の解析フィルタバンク（３ａ）には、
キャンセラー（５）の第１の減算器（６ａ）が前置接続
されており、前記第１の解析フィルタバンクは、前記エ
コー路（７）の送信信号（２４）および前記第２の合成
フィルタバンク（２ｂ）の出力信号（３０）から形成さ
れた信号（３１）を処理するために設けられている請求
項１または２記載の伝送システム。
【請求項７】サブバンドエコーキャンセラー（５，６
ａ）は、第１の合成フィルタバンク（２ａ）の出力信号
（２３）を処理するための第２の解析フィルタバンク
（３ｂ）と、エコー路（７）の出力信号（２４）を処理
するための第３の解析フィルタバンク（３ｃ）と、第２
の減算器（６ｂ）と、第１のキャンセラー装置（５ａ）
を駆動するための第２のキャンセラー装置（５ｂ）とに
よって形成されている識別装置（３ｂ，３ｃ，５ｂ，６
ｂ）を有している請求項１、２または６のいずれか１項
記載の伝送システム。
【請求項８】サブバンドエコーキャンセラー（５，
６；５，６ａ）は、デジタル信号プロセッサを用いてお
よび／またはデジタル回路として構成されている請求項
１から７までのいずれか１項記載の伝送システム。
【請求項９】少なくとも１つのマイクロホン（７ｂ）
および少なくとも１つのスピーカ（７ａ）によって形成
されるエコー路（７）を有しかつ少なくとも１つのサブ
バンド符号化装置（１、２、３、４；１，２ａ，３ａ，
４）および少なくとも１つのサブバンドエコーキャンセ
ラー（５，６；５，６ａ）を有し、前記サブバンドエコ
ーキャンセラー（５，６；５，６ａ）は、サブバンド符
号化装置（１，２，３，４；１，２ａ，３ａ，４）に結
合されるために設けられており、前記符号化装置は少な
くとも１つの合成フィルタバンク（２；２ａ）および少
なくとも１つの解析フィルタバンク（３；３ａ）を有
し、前記合成フィルタバンク（２；２ａ）および前記解
析フィルタバンク（３；３ａ）は、前記サブバンド符号
化装置（１，２，３，４；１，２ａ，３ａ，４）に対し
ておよび前記サブバンドエコーキャンセラー（５，６；
５，６ａ）に対しても設けられていることを特徴とする
加入者端末ユニット。
【請求項１０】受信路（ｒ）と送信路（ｓ）との間を
切り替えることができるキャンセラー（５）を有するサ
ブバンドエコーキャンセラー（５，６；５，６ａ）であ
って、前記サブバンドエコーキャンセラー（５，６；
５，６ａ）は、サブバンド符号化装置（１，２，３，
４；１，２ａ，３ａ，４）に結合されるために設けられ
ており、前記符号化装置は少なくとも１つの合成フィル
タバンク（２；２ａ）および少なくとも１つの解析フィ
ルタバンク（３；３ａ）を有し、前記合成フィルタバン
ク（２；２ａ）および前記解析フィルタバンク（３；３
ａ）は、前記サブバンド符号化装置（１，２，３，４；
１，２ａ，３ａ，４）に対しておよび前記サブバンドエ
コーキャンセラー（５，６；５，６ａ）に対しても設け
られていることを特徴とするサブバンドエコーキャンセ
ラー。