JPH07193528A - エコーキャンセラ制御方法及びそのエコーキャンセラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダブルトークが検出されるまでに検出の遅れ
があり、タップ係数が誤修正されてエコー抑制特性が劣
化するという点について解決する。 【構成】 加算器２により送信側１に入力されたエコー
信号Ｙn を適応形フィルタ２１により出力される疑似エ
コー信号ＢＹn を引き算して、エコー信号Ｙn を除去す
る。適応制御回路２０ａでは、時刻ｎ＋１におけるタッ
プ係数｛Ｈi}(n+1）を記憶回路２１に出力する。記憶回
路２１では、ダブルトーク検出回路５のダブルトークの
検出遅れ時間分のタップ係数が記憶される。電力計算回
路４では送信信号の電力を求め、電力計算回路９では受
信信号の電力が求められて、ダブルトーク検出回路５に
出力する。ダブルトーク検出回路５ではダブルトークを
検出してて、ダブルトークが検出された旨を適応制御回
路２０ａに出力する。適応制御回路２０ａでは、タップ
係数の出力を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エコーキャンセラにお
いてエコー径路をモデル化し、疑似エコーを発生させる
適応フィルタの伝達関数のタップ係数の更新方法、特に
両方向同時通話（以下、ダブルトークと呼ぶ）状態であ
ることを検出したときにタップ係数更新停止するエコー
キャンセラ方法及びそのエコーキャンセラ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】エコーキャンセラは衛星通信システムの
ように伝搬遅延の大きい回線、電話回線の２線４線変換
部でのインピーダンス不整合やテレビ会議システム、ハ
ンズフリー電話などでのカップリングによるエコーを除
去するために不可欠の要素である。従来、このような分
野の技術としては、例えば、次のような文献に記載され
るものがあった。 文献；電子情報通信学会技術研究報告、ＣＡＳ８６［２
７］（１９８６）福井宏一他７名“専用ＬＳＩによるエ
コーキャンセラの構成“Ｐ．４７−５２ 図２は、前記文献に記載された従来のエコーキャンセラ
の一例を示す構成図である。このエコーキャンセラ装置
は、送信信号を送るための送信側１を有している。送信
側１の出力側には、エコーを取り除くための加算器２に
接続されている。加算器２の出力側には、送信信号を送
り図示しない回線が接続される送信部３、送信信号の電
力を計算する電力計算回路４、及び適応形フィルタ６が
接続されている。電力計算回路４の出力側には、ダブル
トークを検出するダブルトーク検出回路５に接続され、
さらにダブルトーク検出回路５の出力側には、適応形フ
ィルタ６が接続されている。適応形フィルタ６は、タッ
プ係数｛Ｈi}を算出する適応制御回路６ａ及び疑似エコ
ーＢＹi を計算するたたみ込み演算回路６ｂを有してい
る。適応制御回路６ａは、ダブルトーク検出回路５の出
力側に接続され、さらに、適応制御回路６ａの出力側に
は、最新のタップ係数｛Ｈi}のみを記憶する記憶回路７
が接続されている。記憶回路７の出力側には、たたみ込
み演算回路６ｂが接続され、さらに、このたたみ込み演
算回路６ｂの出力側には加算器２が接続されている。受
信信号Ｘi が入力される受信部８には、受信信号の電力
を計算する電力計算回路９及び受信信号｛Ｘi}を記憶す
る記憶回路１０が接続されている。記憶回路１０には、
たたみ込み演算回路６ｂが接続されている。１１は、受
信部８と送信部１との間に形成されるエコー径路であ
る。

【０００３】次に、図２のエコーキャンセラ装置の動作
を説明する。相手側加入者への送信信号Ｓｉｎにエコー
径路１１によって発生するエコーＹｎが送信側１に入力
されて、加算器２に出力される。受信部８に入力された
受信信号｛Ｘi}は、記憶回路１０で記憶される。加算器
２では、送信信号Ｓｉｎから、適応形フィルタ６により
出力される疑似エコーＢＹn を引き算し、再び適応形フ
ィルタ６の適応制御回路６ａに出力する。適応制御回路
６ａでは、エコーＹnと疑似エコーＢＹn との誤差信号
Ｅn が小さくなるように修正量｛ΔＨi}を求めて、この
修正量｛ΔＨi}に記憶回路７に記憶されたタップ係数
｛Ｈi}(n）を加えて、時刻ｎ＋１でのタップ係数｛Ｈi}
(n+1）を記憶回路７に記憶する。たたみ込み演算回路６
ｂでは、記憶回路７に記憶されたタップ係数｛Ｈi}(n+
1）と記憶回路１０に記憶された受信信号｛Ｘi}(n+1）
とから時刻ｎ＋１での疑似エコーＢＹn+1 を求めて、加
算器２に出力する。加算器２では、送信信号Ｓｉｎから
疑似エコーＢＹn+1 を引き、適応制御回路６ａ、電力計
算回路４、及び送信部３に出力する。加算器２、適応フ
ィルタ６では、上述した処理を繰り返し行い、エコー径
路１１によって発生したエコーＹn を除去する。一方、
近端話者信号が送信側１に入力されている時は、エコー
パスの同定ができないためダブルトーク状態としてタッ
プ係数の更新の停止を行う。電力計算回路４では、送信
信号の電力の計算を行い、その結果をダブルトーク検出
回路５に出力する。電力計算回路９では、受信信号の電
力の計算を行い、その結果をダブルトーク検出回路５に
出力する。ダブルトーク検出回路５では、送信信号と受
信信号の電力の比較を行い、その差がある閾値以上であ
れば、ダブルトークが検出されたとの判断を行い、適応
制御回路６ａにタップ係数の更新の停止を指示する。適
応制御回路６ａでは、タップ係数の更新を停止し、たた
み込み回路６ｂでは、更新の停止されたタップ係数に基
づいて、疑似エコーＢＹn を加算器２に出力する。加算
器２では、送信信号Ｓｉｎから疑似エコーＢＹn を引
き、送信部３に出力してダブルトーク時におけるエコー
キャンセルを行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エコーキャンセラ装置においては、次のような課題があ
った。ダブルトーク検出回路５によって、送信信号と受
信信号の電力の比較が行われて、ダブルトークが検出さ
れるまでに、ダブルトーク検出回路５の時定数に依存す
る検出の遅れがあり、タップ係数が誤修正される。適応
フィルタ６では、この誤修正されたタップ係数を用いて
疑似エコーを出力するので、エコー抑制特性を劣化させ
てしまうという問題点があった。又、受信信号及び送信
信号の長時間平均値と残留エコー成分の瞬時振幅値を比
較して検出する方法についても同様の問題点があった。
そこで本発明は、従来技術が持っていた課題として、ダ
ブルトークが検出されるまでに検出の遅れがあり、タッ
プ係数が誤修正されてエコー抑制特性が劣化するという
点について解決したエコーキャンセラ方法及び装置を提
供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、適応形フィルタによりエコー信号を
推定するタップ係数をサイクルタイム毎に更新演算を行
い、ダブルトーク検出手段を用いたダブルトークの検出
時点においては、前記タップ係数の更新を停止するエコ
ーキャンセラ制御方法において、以下の処理を行う。即
ち、前記タップ係数の更新演算を行っているサイクル時
刻から過去に遡りかつ前記ダブルトーク検出手段のダブ
ルトーク検出遅延時間を含む一定の期間分の前記タップ
係数の記憶保持を行い、前記ダブルトーク検出手段での
ダブルトークの検出時点において、前記タップ係数の更
新を停止すると共に、前記ダブルトーク検出遅延時間だ
け過去のタップ係数を用いて、前記エコー信号を推定す
る。第２の発明は、エコー信号を推定するタップ係数の
更新演算を行い、該タップ係数により前記エコー信号の
疑似エコー信号を出力する適応形フィルタと、送信信号
から前記前記疑似エコー信号を減算する減算手段と、送
信信号及び受信信号の各々について電力計算を行う電力
計算手段と、前記電力計算手段の電力計算結果に基づい
てダブルトーク状態の有無を検出するダブルトーク検出
手段とを備えたエコーキャンセラ装置において、以下の
回路を設けている。即ち、前記タップ係数の更新演算を
行っているサイクル時刻から過去に遡る前記ダブルトー
ク検出手段でのダブルトーク検出遅延時間を含む一定の
期間分の前記タップ係数の記憶保持をする記憶手段を設
けている。そして、前記適応形フィルタは、前記ダブル
トーク検出手段でのダブルトーク検出時点において、前
記タップ係数の更新を停止すると共に、前記記憶手段に
記憶保持された前記ダブルトーク検出遅延時間だけ過去
のタップ係数を用いて、前記疑似エコー信号を出力す
る。

【０００６】

【作用】第１の発明によれば、以上のようにエコーキャ
ンセラ制御方法を構成したので、タップ係数の更新演算
を行っているサイクル時刻から過去に遡る一定の期間分
の前記タップ係数の記憶保持を行う。この一定の期間
は、前記ダブルトーク検出手段のダブルトーク検出遅延
時間を含んでいるので、ダブルトーク検出手段によりダ
ブルトークの検出時点において、タップ係数の更新を停
止して、ダブルトーク検出遅延時間だけ過去のタップ係
数、即ちダブルトーク発生時のタップ係数を用いてエコ
ー信号を推定する。第２の発明によれば、記憶手段によ
り、タップ係数の更新演算を行っているサイクル時刻か
ら過去に遡るダブルトーク検出手段のダブルトーク検出
遅延時間を含む一定の期間分のタップ係数の記憶保持し
て、ダブルトーク発生時におけるタップ係数の記憶保持
が可能となる。適応形フィルタにより、ダブルトーク検
出手段によりダブルトークの検出時点において、タップ
係数の更新を停止し、記憶手段に記憶保持されたダブル
トーク発生時におけるタップ係数を用いて疑似エコー信
号を出力する。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の実施例を示すエコーキャン
セラ装置の構成ブロック図であり、従来の図２中の要素
と共通の要素には共通の符号が付されている。このエコ
ーキャンセラ装置が、従来のものと異なる点は、従来の
記憶回路５には時刻ｉでのタップ係数が記憶されていた
のに対して、記憶回路２１にはダブルトークが発生して
からダブルトーク検出器５によって検出されるまでの検
出遅延時間のサンプリングサイクル分のタップ係数｛Ｈ
i}(n-k）, ｛Ｈi}(n-k+1），…，｛Ｈi}(n）が記憶され
ており、適応形フィルタ２０は、従来の適応形フィルタ
６の機能に加えて、ダブルトークが検出されるとタップ
係数の更新を停止すると共に、記憶回路２０に記憶され
ているタップ係数｛Ｈi}(n-k）, ｛Ｈi}(n-k+1），…，
｛Ｈi}(n）をダブルトークが真に始まった時刻n-k での
タップ係数｛Ｈi}(n-k）に置きかえる機能を有する。

【０００８】以下、図２を用いて本発明のエコーキャン
セラ制御方法を説明する。時刻ｎにおいて、相手側加入
者への送信信号にエコー径路１１によって発生するエコ
ー信号Ｙn が送信側１に入力される。サンプリング周期
をＴとして時刻ｎでの受信部９より入力される相手側加
入者の受信信号をＸn とすると、エコー径路１１のイン
パルス応答列を｛Ｗi ｝で表わすとき、エコー信号Ｙn
は、次式（１）のようになる。 時刻ｎにおいて推定されたインパルス応答のタップ係数
列を｛Ｈi ｝とすると、たたみ込み演算回路２０ｂで
は、次式（２）で表わされる疑似エコー信号ＢＹn を加
算器２に出力する。 加算器２では、次式（３）で表わされるエコー信号Ｙn
と疑似エコー信号ＢＹn との差である誤差信号Ｅn を送
信部３、電力計算回路４、及び適応制御回路２０ａに出
力する。 適応制御回路２０ａでは、学習同定法などを用いて、式
（３）で表わされる誤差信号Ｅn の値を小さくするため
に時刻ｎにおけるタップ係数｛Ｈi}(n）に修正量｛ΔＨ
i}を求めて、時刻ｎ＋１におけるタップ係数｛Ｈi}(n+
1）を次式（４）により求めて記憶回路２０に出力す
る。 ｛Ｈi}(n+1）＝｛Ｈi}(n）＋｛ΔＨi} ・・・（４） 記憶回路２０には、時刻ｎ＋１におけるタップ係数｛Ｈ
i}(n+1）から時刻ｎ−ｋ＋１におけるタップ係数｛Ｈi}
(n-k+1）が記憶される。ｋは、ダブルトーク検出回路５
でのダブルトーク検出遅延時間を含む時間のサイクル数
である。たたみ込み演算回路２０ｂでは、タップ係数
｛Ｈi}(n+1）及び受信号｛Ｘn+１｝を式（２）に代入し
て、時刻ｎ＋１における疑似エコー信号ＢＹn+1 を求め
て、加算器２に出力する。加算器２では、時刻ｎ＋１に
おける誤差Ｅn+1 を求めて、送信部３、電力計算回路
４、及び適応制御回路２０ａに出力する。このようにし
て、送信部３には受信信号のエコーが除去されて出力さ
れる。

【０００９】一方、電力計算回路４では、送信信号の電
力をもとめて、この電力をダブルトーク検出回路５に出
力する。受信部８に入力された受信信号Ｘn は、電力計
算回路９に出力される。電力計算回路９では、受信信号
の電力をもとめて、この電力をダブルトーク検出回路５
に出力する。ダブルトーク検出回路５では、送信信号と
受信信号の電力を比較し、この差が閾値以上であれば、
送信側１でダブルトークが発生したと判断し、ダブルト
ークが発生した旨の信号を適応制御回路２０ａに出力す
る。ダブルトークが発生してからダブルトークがダブル
トーク検出回路５により検出されるまでには、ダブルト
ーク検出回路５の時定数で決まる検出遅延時間かかる。
よって、ダブルトークが発生した時点でのタップ係数
は、ダブルトークが検出された時刻からｋサンプリング
タイム過去のタップ係数｛Ｈi}(n-k）である。適応制御
回路２０ａでは、タップ係数の更新を停止すると共に、
記憶回路２１に記憶されているタップ係数を時刻ｎ−ｋ
におけるタップ係数｛Ｈi}(n-k）に書き換える。たたみ
込み演算回路６では、時刻ｎ−ｋにおけるタップ係数
｛Ｈi}(n-k）を式（２）に代入して、時刻ｎ＋１におけ
る疑似エコー信号ＢＹn+1 を求めて加算器２に出力す
る。疑似エコー信号ＢＹn+1 には、ダブルトークによる
近端話者信号成分が含まれていないので、加算器２によ
り送信信号から疑似エコー信号ＢＹn+1 を引き算するこ
とにより、ダブルトーク時のエコー抑制特性を最小減に
抑制することができる。ダブルトーク検出回路５によ
り、時刻ｎ＋ｊにおいてダブルトークが終了した旨が適
応制御回路２０ａに出力されると、適応制御回路２０ａ
では、式（４）に基づいて、タップ係数の更新を行う。
たたみ込み演算回路２０ｂでは、適応制御回路２０ａに
より更新されたタップ係数に基づいて疑似エコー信号Ｙ
n+j を加算器２に出力する。加算器２では、式（１）に
基づいて引き算を行い、エコーのキャンセルを行う。

【００１０】以上のように、本実施例においては、次の
ような利点がある。記憶回路２１には、ダブルトーク検
出回路５によるダブルトーク検出遅延時間のサイクル数
分のタップ係数を記憶しているので、ダブルトークが検
出された時点において、ダブルトークの開始時刻におけ
るタップ係数を用いて疑似エコー信号を作成できる。従
って、ダブルトーク時のエコー抑制特性を最小減に抑制
することができる。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れず、種々の変形が可能である。その変形例としては、
例えば次のようなものがある。タップ係数を記憶する記
憶回路２０を分離した場合を示したが、他の記憶デー
タ、例えば、受信信号を記憶するレジスタ１１と共存し
たメモリ回路にタップ係数を記憶させてもよい。

【００１１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
及び第２の発明によれば、タップ係数の更新演算を行っ
ているサイクル時刻から過去に遡りかつダブルトーク検
出手段のダブルトーク検出遅延時間を含む一定の期間分
の前記タップ係数の記憶保持を行い、ダブルトーク検出
手段でのダブルトーク検出時点において、前記タップ係
数の更新を停止すると共に、ダブルトーク検出の遅延時
間だけ過去のタップ係数を用いてエコー信号を推定す
る。そのため、ダブルトーク時におけるエコー抑制特性
を最小限に抑制することができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すエコーキャンセラ装置の
構成ブロック図である。

【図２】従来のエコーキャンセラ装置の構成ブロック図
である。

【符号の説明】

２ 加算器 ４ 電力計算回路 ５ ダブルトーク検出回路 ９ 電力計算回路 ２０ 適応形フィルタ ２０ａ 適応制御回路 ２０ｂ たたみ込み演算回路 ２１ 記憶回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適応形フィルタによってエコー信号を推
   定するタップ係数をサイクルタイム毎に更新演算を行
   い、 ダブルトーク検出手段を用いたダブルトークの検出時点
   においては、前記タップ係数の更新を停止するエコーキ
   ャンセラ制御方法において、 前記タップ係数の更新演算を行っているサイクル時刻か
   ら過去に遡りかつ前記ダブルトーク検出手段のダブルト
   ーク検出遅延時間を含む一定の期間分の前記タップ係数
   の記憶保持を行い、 前記ダブルトーク検出手段でのダブルトーク検出時点に
   おいて、前記タップ係数の更新を停止すると共に、前記
   ダブルトーク検出の遅延時間だけ過去のタップ係数を用
   いて、前記エコー信号を推定することを特徴とするエコ
   ーキャンセラ制御方法。
2. 【請求項２】 エコー信号を推定するタップ係数の更新
   演算を行い、該タップ係数により前記エコー信号の疑似
   エコー信号を出力する適応形フィルタと、 送信信号から前記疑似エコー信号を減算する減算手段
   と、 送信信号及び受信信号の各々について電力計算を行う電
   力計算手段と、 前記電力計算手段の電力計算結果に基づいてダブルトー
   ク状態の有無を検出するダブルトーク検出手段とを、備
   えたエコーキャンセラ装置において、 前記タップ係数の更新演算を行っているサイクル時刻か
   ら過去に遡りかつ前記ダブルトーク検出手段でのダブル
   トーク検出遅延時間を含む一定の期間分の前記タップ係
   数の記憶保持をする記憶手段を設け、 前記適応形フィルタは、前記ダブルトーク検出手段での
   ダブルトークの検出時点において、前記タップ係数の更
   新を停止すると共に、前記記憶手段に記憶保持された前
   記ダブルトーク検出遅延時間だけ過去のタップ係数を用
   いて、前記疑似エコー信号を出力するエコーを出力する
   構成にしたことを特徴とするエコーキャンセラ装置。