JPH0728244B2 - Echo canceller - Google Patents

Echo canceller

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JPH0728244B2
JPH0728244B2 JP63242697A JP24269788A JPH0728244B2 JP H0728244 B2 JPH0728244 B2 JP H0728244B2 JP 63242697 A JP63242697 A JP 63242697A JP 24269788 A JP24269788 A JP 24269788A JP H0728244 B2 JPH0728244 B2 JP H0728244B2
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echo
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echo path
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保夫 庄司
健治 掘口
政雄 飯田
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、衛星通信、音声パケット通信等の通信回線
において2線−4線変換部で発生する近端エコーを消去
するエコーキャンセラに関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an echo canceller that cancels near-end echo generated in a 2-wire to 4-wire conversion unit in a communication line such as satellite communication and voice packet communication. is there.

(従来の技術) 現在の電話回線では一般に加入者線の2線式回線と伝送
路の4線式回線との間の変換を行なうハイブリッド回路
が用いられていたが、このハイブリッド回路では、イン
ピーダンスのミスマッチングによって受信信号が送信線
路に漏れてエコーが生ずる。衛星通信のように遅延が大
きい網においてはこのエコーが通信の障害となるため、
送信線路にエコーキャンセラを挿入してエコーを消去す
る方法をとっている。また、音声、画像、データを統合
して取扱う統合網では、音声をパケット化して通信を行
うため、国内回線においても大きな遅延を生じるので音
声パケット通信においてもエコーキャンセラを用いてエ
コーを消去する必要がある。
(Prior Art) In the current telephone line, a hybrid circuit for converting between a two-line line of a subscriber line and a four-line line of a transmission line is generally used. Due to the mismatch, the received signal leaks to the transmission line and an echo occurs. In a network with a large delay such as satellite communication, this echo interferes with communication, so
An echo canceller is inserted in the transmission line to eliminate the echo. In addition, in an integrated network that handles voice, image, and data in an integrated manner, voice is packetized for communication, which causes a large delay even in domestic lines. Therefore, it is necessary to use an echo canceller to eliminate echo in voice packet communication as well. There is.

第2図は電話回線においてエコーキャンセラを適用する
場合の従来の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional circuit configuration when an echo canceller is applied to a telephone line.

同図において、10は電話機、12は加入者線、14はハイブ
リッド回路(図中記号Hで示してある)、16はディジタ
ル帯アナログ変換器(図中記号A/Dで示してある)、18
はアナログ対ディジタル変換器(図中記号A/Dで示して
ある)、20は減算器、22は適応ディジタルフィルタ(図
中記号ADFで示してある)及び24はダブルトーク検出器
(図中DTDで示してある)であり、この適応ディジタル
フィルタ22、減算器20及びダブルトーク検出器24でエコ
ーキャンセラ26を構成している。
In the figure, 10 is a telephone, 12 is a subscriber line, 14 is a hybrid circuit (indicated by symbol H in the figure), 16 is a digital band analog converter (indicated by symbol A / D in the figure), 18
Is an analog-to-digital converter (denoted by A / D in the figure), 20 is a subtractor, 22 is an adaptive digital filter (denoted by ADF in the figure), and 24 is a double-talk detector (DTD in the figure). The adaptive digital filter 22, the subtractor 20 and the double talk detector 24 constitute an echo canceller 26.

この従来の回路の動作につき簡単に説明する。The operation of this conventional circuit will be briefly described.

遠端からの受信信号x(k)(但し、kはサンプリング
時刻)は、D/A変換器16によってアナログ信号x(t)
(但し、tは時間)に変換されてハイブリッド回路
(H)14に入力され、2線信号として加入者線12を通じ
て電話機10に伝送される。このとき、ハイブリッド回路
(H)14のインピーダンスミスマッチングにより、受信
信号x(t)が送信路に漏れ、エコー信号y(t)とし
て送出されてしまう。一方、電話機10からの近端入力信
号n(t)は、ハイブリッド回路(H)14によって4線
式信号に変換されて、送信路に送出される。すなわち、
送信信号s(t)はエコー信号y(t)と近端入力信号
n(t)との和として、s(t)=y(t)+n(t)
と表される。
The received signal x (k) from the far end (where k is the sampling time) is converted into an analog signal x (t) by the D / A converter 16.
(However, t is time), is input to the hybrid circuit (H) 14, and is transmitted to the telephone 10 through the subscriber line 12 as a two-line signal. At this time, due to the impedance mismatch of the hybrid circuit (H) 14, the received signal x (t) leaks to the transmission path and is sent out as the echo signal y (t). On the other hand, the near-end input signal n (t) from the telephone 10 is converted into a 4-wire type signal by the hybrid circuit (H) 14 and sent to the transmission path. That is,
The transmission signal s (t) is the sum of the echo signal y (t) and the near-end input signal n (t), and s (t) = y (t) + n (t).
Is expressed as

エコーキャンセラ26には、受信信号x(k)と、A/D変
換器18によってディジタル信号に変換された送信信号s
(k)とが入力する。エコーキャンセラ26の適応ディジ
タルフィルタ22は、学習同定法により、D/A変換器16か
らハイブリッド回路(H)14を通ってA/D変換器18に至
る系(以下、エコーパスという)のインパルス応答を遂
次推定し、推定したインパルス応答と受信信号とにより
疑似エコー信号(t)を発生し、これを減算器20で送
信入力信号s(k)から差し引くことによってエコーを
消去する。従ってこの減算器20はエコー消去回路として
機能し、この減算器20の出力は残差信号e(k)=s
(k)−(k)として送出される。
The echo canceller 26 receives the received signal x (k) and the transmitted signal s converted into a digital signal by the A / D converter 18.
Input (k). The adaptive digital filter 22 of the echo canceller 26 determines the impulse response of the system (hereinafter referred to as an echo path) from the D / A converter 16 through the hybrid circuit (H) 14 to the A / D converter 18 by the learning identification method. Sequential estimation is performed, a pseudo echo signal (t) is generated from the estimated impulse response and the received signal, and the subtracter 20 subtracts this from the transmission input signal s (k) to cancel the echo. Therefore, the subtractor 20 functions as an echo canceling circuit, and the output of the subtractor 20 is the residual signal e (k) = s.
(K)-(k) is transmitted.

ところが、学習同定法では、エコーパスインパルス応答
の推定に受信信号系列Xk=(x(k),x(k−1),
…,x(k−N+1))と、残差信号e(k)とを用いて
いるため、近端信号n(t)が大きいダブルトーク状態
で推定を続けてゆくと、推定インパルス応答が乱れてし
まう。ダブルトーク検出器24はダブルトーク状態を検出
し、推定停止信号INHを出力して適応ディジタルフィル
タ22の推定をい停止させてこれを防ぐ働きをする。この
ダブルトーク検出方法としては、例えば受信信号x
(k)と残差信号e(k)のパワー比 を求め、このパワー比Aが所定の閾値AT以下であると
き、すなわち、 A≦AT (2) の条件を満足したときダブルトーク状態であると判定す
る。ここでATはダブルトーク検出閾値である。この方法
は、ダブルトーク検出感度が高く、近端信号n(k)の
小さいレベルでも検出することが出来る。
However, in the learning identification method, the received signal sequence X k = (x (k), x (k−1),
, X (k−N + 1)) and the residual signal e (k) are used, the estimated impulse response is disturbed when the estimation is continued in the double talk state in which the near-end signal n (t) is large. Will end up. The double-talk detector 24 detects the double-talk state and outputs the estimation stop signal INH to stop the estimation of the adaptive digital filter 22 and prevent it. As this double talk detection method, for example, the received signal x
Power ratio between (k) and residual signal e (k) When the power ratio A is equal to or smaller than a predetermined threshold value A T , that is, when the condition of A ≦ A T (2) is satisfied, it is determined that the double talk state is established. Where A T is the double talk detection threshold. This method has high double-talk detection sensitivity and can detect even a small level of the near-end signal n (k).

しかしながら、エコーパスが他の系に切り替ったときに
も、残差信号e(k)のパワーが増加するため、(2)
式が成立し、実際には、ダブルトーク状態ではないのに
ダブルトークであると判定し、その結果ダブルトーク検
出器24から前述した推定停止信号INHを適応ディジタル
フィルタ22へ出力し、このフィルタ22での推定動作を停
止させてしまう。
However, even when the echo path is switched to another system, the power of the residual signal e (k) increases, so that (2)
The expression is satisfied, and it is determined that the double talk is actually generated even though the double talk state is not established. As a result, the estimated stop signal INH described above is output from the double talk detector 24 to the adaptive digital filter 22. Will stop the estimation operation in.

実際の電話回線では、電話機のオンフック状態からオフ
フック状態への切換又はその逆の切換動作時や、ミュー
ト動作時にエコーパスの変化が生じ、エコーを消去でき
なくなる。
In an actual telephone line, the echo path is changed during the switching operation of the telephone from the on-hook state to the off-hook state or vice versa, or during the mute operation, and the echo cannot be canceled.

そこで従来は、特開昭61−56526号公報で開示されてい
るように、閾値ATをダブルトーク判定時には一つ前のサ
ンプリング時刻での閾値よりも一定値δuだけ小さな値
とし及び非ダブルトーク判定時には一つ前のサンプリン
グ時刻での閾値よりも一定値δDだけ大きな値とするよ
うに設定することによって、エコーパスの変化に対応さ
せる手法が用いられている。すなわち、それぞれの場合
の閾値ATを ダブルトーク判定時 AT(k+1)=AT(k)−δu 非ダブルトーク判定時 AT(k+1)=AT(k)+δD と定めている。
Therefore, conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-56526, the threshold value AT is set to a value smaller than the threshold value at the previous sampling time by a constant value δ u and a non-double threshold value when the double talk is determined. by setting such a value larger by a predetermined value [delta] D than the threshold value at the previous sampling time during a talk spurt determination, approach to respond to changes in the echo path is used. That is, the threshold A T in each case is defined as A T (k + 1) = A T (k) −δ u during double talk determination A T (k + 1) = A T (k) + δ D during non-double talk determination .

このような閾値ATの定め方に従えば、エコーパスの変化
であるのに、ダブルトークと判定した場合に、閾値AT
値が下がるため、一定時間がたつとパワー比Aが閾値AT
よりも大(A>AT)となり、従って前述の(2)式の条
件を満たさなくなり、よって推定を開始する。ここでδ
uの値は実際のダブルトーク状態が3秒以上続くことは
非常に少ないことから、従来はダブルトーク状態である
と判定してから約3秒後にA>ATとなるように決めてい
る。
According to established how such threshold A T, to the change in the echo path, when it is determined that the double talk threshold A for the value of T decreases, a certain time passes and the power ratio A threshold A T
(A> AT ), and therefore the condition of the above-mentioned equation (2) is not satisfied, and thus estimation is started. Where δ
Since the value of u is very rarely lasting for more than 3 seconds in the actual double-talk state, conventionally, it is determined that A> A T about 3 seconds after the determination of the double-talk state.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、以上述べた従来方法では、エコーパスの
変化をダブルトーク判定の時間により検出するため、エ
コーパスが変化してからこれを検出するまで少なくとも
約3秒かかってしまう。さらに実際のダブルトーク時の
安全性を重視すると検出のための時間を充分長くしなけ
ればならず、エコーキャンセラのエコーパス変化への追
随性を大きく失うという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional method, since the change in the echo path is detected by the time of the double talk determination, it takes at least about 3 seconds from the change in the echo path until the change is detected. . Furthermore, if the safety during actual double talk is emphasized, the time for detection must be made sufficiently long, and there is a problem in that the followability of the echo canceller to changes in the echo path is greatly lost.

この発明は以上に述べたエコーキャンセラのダブルトー
ク検出感度を高くするとエコーパス変化の追随性が悪く
なるという問題点を除去するためになされたものであ
り、従って、この発明の目的はダブルトーク検出感度を
下げることなく、エコーパス変化に対して追随性のよい
エコーキャンセラを提供することにある。
The present invention was made in order to eliminate the problem that the followability of echo path changes deteriorates when the double talk detection sensitivity of the echo canceller is increased, and therefore the object of the present invention is to improve the double talk detection sensitivity. The object of the present invention is to provide an echo canceller having good followability with respect to echo path changes without lowering the noise.

(課題を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明によれば、受信信
号を入力して疑似エコー信号を発生させる適応ディジタ
ルフィルタと、この疑似エコー信号を受信信号のエコー
が加った送信信号から差し引くことによってエコー信号
を消去した残差信号を送出すエコー消去回路と、この残
差信号と受信信号のパワー比からダブルトーク状態を検
出して前述の適応ディジタルフィルタの推定動作を停止
させるダブルトーク検出器とを有するエコーキャンセラ
において、 ダブルトーク検出器がダブルトーク状態を検出し推定動
作が停止している間にエコーパスの変化を検出した時に
推定動作が停止した適応ディジタルフィルタの当該推定
動作を再開させるための推定開始信号を前述の適応ディ
ジタルフィルタに出力するエコーパス変化検出器を設
け、 このエコーパス変化検出器は、前述の受信信号と送信信
号のパワー比を求め、このパワー比の平均値と分散値と
を計算する計算回路と、この分散値が第一の閾値よりも
小さくかつ平均値が第2の閾値よりも大きい時にエコー
パス変化があると判定し前述の推定開始信号を出力する
比較判定回路とを有することを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, according to the present invention, an adaptive digital filter for receiving a received signal to generate a pseudo echo signal and an echo of the received signal for the pseudo echo signal are provided. Echo canceling circuit that sends out a residual signal in which the echo signal is canceled by subtracting it from the added transmitting signal, and the double talk state is detected from the power ratio of this residual signal and the received signal to estimate the adaptive digital filter described above. In an echo canceller having a double-talk detector that stops its operation, an adaptive digital filter whose estimation operation is stopped when a double-talk detector detects a double-talk state and a change in echo path is detected while the estimation operation is stopped. The estimation start signal for restarting the estimation operation of The echo path change detector is provided with a calculation circuit for calculating the power ratio between the reception signal and the transmission signal and calculating the average value and the dispersion value of the power ratio, and the dispersion value is the first. Is smaller than the threshold value and the average value is larger than the second threshold value, it is determined that there is an echo path change, and the comparison determination circuit that outputs the above-mentioned estimation start signal is provided.

(作用) 上述したこの発明の構成によれば、ダブルトーク検出器
がダブルトーク状態であると検出したときにエコーパス
変化検出によって、このダブルトーク状態の検出がエコ
ーパスの変化に起因する場合にはこのダブルトーク状態
の検出によって停止した適応ディジタルフィルタの推定
動作を再開させるための推定開始信号を当該エコーパス
変化検出器から適応ディジタルフィルタへ出力させる。
(Operation) According to the above-described configuration of the present invention, when the double-talk detector detects that the double-talk state is present, the echo path change detection detects the double-talk state. An estimation start signal for restarting the estimation operation of the adaptive digital filter stopped by the detection of the double talk state is output from the echo path change detector to the adaptive digital filter.

この推定開始信号を出力させるため、ダブルトーク状態
の有無に拘らず、常時、計算回路において受信信号のパ
ワーと送信信号のパワーとのパワー比を算出しておく。
そして推定動作が停止したとき、この算出されたパワー
比の、Nサンプリング時間当たりの分散値及び平均値を
算出し、続いて、比較判定回路において、常時、この分
散値を第一閾値とを比較しかつ平均値を第二閾値と比較
する。そしてダブルトーク状態検出により推定動作が停
止している時、この分散が第一閾値よりも小さくかつ平
均値が第二閾値よりも大きいと判定されると、この比較
判定回路から適応ディジタルフィルタへ前述の推定開始
信号を出力する。
In order to output this estimation start signal, the power ratio between the power of the received signal and the power of the transmitted signal is always calculated in the calculation circuit regardless of the presence or absence of the double talk state.
Then, when the estimation operation is stopped, a variance value and an average value of the calculated power ratio per N sampling time are calculated, and subsequently, in the comparison / determination circuit, the variance value is constantly compared with the first threshold value. And compare the average value with a second threshold. When it is determined that the variance is smaller than the first threshold value and the average value is larger than the second threshold value when the estimation operation is stopped by the double-talk state detection, the comparison / determination circuit sends the adaptive digital filter to The estimation start signal of is output.

このように、この発明では、ダブルトーク状態検出がエ
コーパスの変化に起因するものか否かを監視しており、
エコーパスの変化が生じて推定開始信号を出力するまで
の時間は樹のような3秒という待ち時間を必要としない
ので、実質的にエコーパス変化検出回路での処理時間の
みであり、従って、この発明のエコーキャンセラは、従
来の約1/10以下の時間で適応ディジタルフィルタを再開
始させることが可能な、エコーパス変化に著しく追随性
が良い。
As described above, in the present invention, it is monitored whether or not the double talk state detection is caused by the change in the echo path,
The time until the estimated start signal is output due to the change of the echo path does not require a waiting time of 3 seconds like that of a tree, so that it is substantially only the processing time in the echo path change detection circuit. The echo canceller of the present invention can re-start the adaptive digital filter in about 1/10 or less of the conventional time, and remarkably follows an echo path change.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明のエコーキャンセラの実
施例を説明する。
(Embodiment) An embodiment of the echo canceller of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこのエコーキャンセラを説明するためのブロッ
ク図、第3図はこのエコーキャンセラに設けたエコーパ
ス検出器の回路構成を示すブロック図である。尚、第1
図において、第2図に示した構成部分と同一の構成成分
については同一番号を付して示し、特に言及する場合を
除き、その詳細な説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the echo canceller, and FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of an echo path detector provided in the echo canceller. The first
In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted unless otherwise specified.

第1図に示すように、この発明に係るエコーキャンセラ
30を適応ディジタルフィルタ(ADF)22、ダブルトーク
検出器(DTD)24、エコー消去回路としての減算器20の
従来の構成条件に追加してエコーパス変化検出器40を設
けて構成する。
As shown in FIG. 1, the echo canceller according to the present invention.
An echo path change detector 40 is provided by adding 30 to the conventional configuration conditions of the adaptive digital filter (ADF) 22, the double talk detector (DTD) 24, and the subtracter 20 as an echo canceling circuit.

このエコーパス変化検出器40は、受信信号x(k)と送
信信号s(k)とを取り込んでエコーパスに変化を監視
しており、推定動作が停止している間にエコーパスの変
化を検出した時には適応ディジタルフィルタ22の当該推
定動作を再開させるための推定開始信号を当該適応ディ
ジタルフィルタ22へ出力する構成となっている。
The echo path change detector 40 takes in the received signal x (k) and the transmitted signal s (k) and monitors the change in the echo path. When the change in the echo path is detected while the estimation operation is stopped, The estimation start signal for restarting the estimation operation of the adaptive digital filter 22 is output to the adaptive digital filter 22.

次に、このエコーパス変化検出器40につき詳述する。Next, the echo path change detector 40 will be described in detail.

この発明では、このエコーパス変化検出器40を、受信信
号x(k)と送信信号s(k)のパワー比を計算する比
計算回路50、この前記パワー比の平均値mAEを計算する
平均計算回路60、このパワー比の分散値σ2 AEを計算す
る分散計算回路70及びスイッチSWとから成る計算回路35
と、これら平均値及び分散値の出力を用いてエコーパス
変化の判定を行なう比較判定回路80とを以って構成す
る。
In the present invention, the echo path change detector 40 is provided with a ratio calculation circuit 50 for calculating the power ratio of the reception signal x (k) and the transmission signal s (k), and an average calculation for calculating the average value m AE of the power ratio. A calculation circuit 35 including a circuit 60, a dispersion calculation circuit 70 for calculating the dispersion value σ 2 AE of this power ratio, and a switch SW.
And a comparison / determination circuit 80 that determines the echo path change using the outputs of the average value and the variance value.

このような構成のエコーパス変化検出器の動作について
第1図及び第3図を用いて説明する。
The operation of the echo path change detector having such a configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 3.

まず、パワー比計算回路50に送信信号s(k)と受信信
号x(k)とを入力させ、パワー計算回路51,52でこれ
ら信号s(k),x(k)の短時間にわたる平均パワーS
(k),X(k)を算出した後、次式(3)に従って求め
る。
First, the transmission signal s (k) and the reception signal x (k) are input to the power ratio calculation circuit 50, and the power calculation circuits 51 and 52 calculate the average power of these signals s (k) and x (k) over a short period of time. S
After calculating (k) and X (k), they are calculated according to the following equation (3).

このため、平均パワーS(k)及びX(k)を対数交換
回路(log10)53,54で対数領域の値Ls(k),Lx(k)に変換
する。減算器55では、これら信号の差(Lx(k)−Ls(k))
を求めることにより上式(3)のパワー比AE(k)を算出
して出力する。ここで上述したパワー計算回路51,52に
おいては、平均パワーS(k),X(k)は従来周知のよ
うに次式 X(k)=(1−2-5)×(k−1)+2-5X(k)2(4,
1) S(k)=(1−2-5)S(k−1)+2-5S(k)2(4,
2) によって求めることが出来る。
Therefore, the average powers S (k) and X (k) are converted into logarithmic domain values L s (k) and L x (k) by the logarithmic exchange circuits (log 10 ) 53 and 54. In the subtractor 55, the difference between these signals (L x (k) −L s (k))
The power ratio A E (k) in the above equation (3) is calculated and output by calculating In the power calculation circuits 51 and 52 described above, the average powers S (k) and X (k) are expressed by the following equation X (k) = ( 1-2-5 ) * (k-1) as well known in the art. +2 -5 X (k) 2 (4,
1) S (k) = ( 1-2−5 ) S (k−1) + 2−5 S (k) 2 (4,
2) can be obtained by

この実施例においては、このパワー比AE(k)をスイッチS
Wを経て平均計算回路60及び分散計算回路70にそれぞれ
に供給する。このスイッチSWはダブルトーク検出器24が
ダブルトーク状態を検出して推定停止信号INHを出力し
ている間、この推定停止信号INHによって閉成する構成
となる電子式、光学式、或は、機械式のいずれかの形成
のスイッチであってもよい。このスイッチSWが閉成とな
っている間、従って、ダブルトーク検出器24がダブルト
ーク状態を検出し推定停止信号INHを出力している間
に、平均計算回路60及び分散計算回路70において、パワ
ー比AE(k)のNサンプル時間の平均値mAEと分散値σ2 AE
をそれぞれ、 に従って求める。ここで、Nは100msecから200msec程度
の時間の相当する値、例えば、8kHzサンプリングで800
〜1600サンプル程度の値である。
In this embodiment, this power ratio A E (k) is switched to the switch S
It is supplied to the average calculation circuit 60 and the dispersion calculation circuit 70 via W respectively. The switch SW is configured to be closed by the estimated stop signal INH while the double talk detector 24 detects the double talk state and outputs the estimated stop signal INH. It may be a switch of any form of expression. While the switch SW is closed, therefore, while the double talk detector 24 detects the double talk state and outputs the estimated stop signal INH, the power in the average calculation circuit 60 and the dispersion calculation circuit 70 is reduced. The average value m AE and variance value σ 2 AE of N sample times of the ratio A E (k)
Respectively Ask according to. Here, N is a value corresponding to a time of about 100 msec to 200 msec, for example, 800 at 8 kHz sampling.
The value is about 1600 samples.

この実施例では、この平均計算回路60では、先ず、累算
器(ACC)61によってパワー比AE(k)の累算値を計算し、
周期NのパルスTによって、Nサンプル目の累算値従っ
てNサンプル区間のパワー比AE(k)の和 の値をラッチ回路(D)62にセットすると同時に、累算
器61の内容をクリアする。そして、ラッチ回路62にセッ
トした累算値を乗算器63に送り、そこで定数「1/N」を
これに乗じてパワー比の平均値mAEを得、これを平均計
算回路60の出力として比較判定回路80と分散計算回路70
とに送る。一方、分散計算回路70では、前述のスイッチ
SWが閉成している間、先ず、2乗回路71でパワー比A
E(k)の2乗値AE(k)2を求め、これを累算器72へ送り、累
算値従ってNサンプル区間の2乗値AE(k)2の和 の値を算出する。
In this embodiment, in the average calculating circuit 60, first, the accumulator (ACC) 61 calculates the accumulated value of the power ratio A E (k),
By the pulse T of the period N, the sum of the accumulated value of the Nth sample, that is, the power ratio A E (k) of the Nth sample section The value of is set in the latch circuit (D) 62, and at the same time, the contents of the accumulator 61 are cleared. Then, the accumulated value set in the latch circuit 62 is sent to the multiplier 63, where it is multiplied by the constant "1 / N" to obtain the average value m AE of the power ratio, which is compared as the output of the average calculation circuit 60. Judgment circuit 80 and distributed calculation circuit 70
And send it to. On the other hand, in the distributed calculation circuit 70, the above-mentioned switch
While the SW is closed, first the power ratio A in the squaring circuit 71.
The square value A E (k) 2 of E (k) is obtained, and this is sent to the accumulator 72, and the sum of the square value A E (k) 2 of N sample intervals is sent to the accumulator 72. Calculate the value of.

そしてこの累算値を、前述の場合と同様に、周期Nのパ
ルスTによって、ラッチ回路(D)73にセットすると同
時に累算器72の内容をクリアする。
Then, the accumulated value is set in the latch circuit (D) 73 by the pulse T of the cycle N and the contents of the accumulator 72 are cleared at the same time as in the case described above.

そして、このラッチ回路73にセットした累算値を乗算器
74へ送り、そこで定数「1/N」これ乗じてNサンプル区
間のパワー比AE(k)の2乗平均値 を計算した後、減算器76へ送る。この減算器76には、前
述した平均計算回路60の出力であるパワー比の平均値m
AEを2乗回路75で2乗して得られた平均値の2乗の値
(mAE 2)が送られてきており、2乗平均値 と、平均値の2乗値(mAE 2)とから分散値 を算出し、 これを比較判定回路80に送る。
Then, the accumulated value set in this latch circuit 73 is multiplied by
Send to 74, where there is a constant "1 / N" multiplied by this and the mean square value of the power ratio A E (k) in the N sample section Is calculated and then sent to the subtractor 76. The subtractor 76 has an average value m of the power ratio output from the average calculation circuit 60 described above.
The squared value (m AE 2 ) of the average value obtained by squaring the AE by the squaring circuit 75 is sent. And the squared value of the mean value (m AE 2 ), the variance value Is calculated and sent to the comparison / determination circuit 80.

この平均値mAE及び、分散値σ2 AEを用いて、比較判定回
路80では推定停止がエコーパスの変化によるものかどう
かを判定し、エコーパス変化によるものであると判定し
た場合には、推定開始信号ADPを適応ディジタルフィル
タ22に出力する。
Using the average value m AE and the variance value σ 2 AE , the comparison and determination circuit 80 determines whether or not the estimation stop is due to a change in the echo path, and if it is determined to be due to the echo path change, the estimation start The signal ADP is output to the adaptive digital filter 22.

次に、この比較判定回路におけるエコーパス変化の判定
方法について述べる。
Next, a method of judging an echo path change in this comparison and judgment circuit will be described.

今、エコーパスのインパルス応答を1Hとしたときのパワ
ー比AE(k)がどうのようになるかを考え、次に、非ダブ
ルトーク時及びダブルトーク時におけるパワー比の平均
値mAE及び分散値σ2 AEを考える。送信信号s(k)は、
信号近端入力n(k)とエコー信号y(k)の和である
から、 (但し、Tは転値行列を表わす) と表わされる。(7)式で与えられる送信信号s(k)
の平均パワーS(k)を求めると、n(k)とx(k)
は無相関であるから、また、入力系列 のパワーは、エコーパスの遅延が小さいとき、(4,1)
式の短時間平均パワーX(k)で近似できるので、 となる。従って(3)式および(8)式より、受信信号
x(k)と送信信号s(k)のパワー比AE(k)は、 で表される。
Now, let's consider what the power ratio A E (k) will be when the impulse response of the echo path is set to 1H.Next, we will discuss the mean value m AE and dispersion of the power ratio during non-double talk and double talk. Consider the value σ 2 AE . The transmitted signal s (k) is
Since it is the sum of the signal near-end input n (k) and the echo signal y (k), (However, T represents the transversion matrix). Transmission signal s (k) given by equation (7)
The average power S (k) of n is calculated as n (k) and x (k)
Is uncorrelated, Power is (4,1) when the echo path delay is small.
Since it can be approximated by the short-time average power X (k) of the equation, Becomes Therefore, from equations (3) and (8), the power ratio A E (k) between the received signal x (k) and the transmitted signal s (k) is It is represented by.

従って、非ダブルトーク時には近端入力の平均パワーN
(k)は非常に小さな値であるから、(9)式のパワー
比AE(k)は、 となる。(10)式で与えられたパワー比AE(k)は、エコ
ーパス(第1図参照)での減衰を反映しており、電話回
路においては、あるひとつのエコーパスについては、ほ
ぼ一定の正の値である。すなわち、(5)式で計算され
るパワー比AE(k)の平均値mAEは正の値で、(6)式で計
算される分散値のσ2 AEは小さな値となる。
Therefore, the average power N of the near-end input during non-double talk
Since (k) is a very small value, the power ratio A E (k) in equation (9) is Becomes The power ratio A E (k) given by Eq. (10) reflects the attenuation in the echo path (see Fig. 1), and in a telephone circuit, for one echo path, it has a substantially constant positive value. It is a value. That is, the average value m AE of the power ratio A E (k) calculated by the equation (5) is a positive value, and the variance value σ 2 AE calculated by the equation (6) is a small value.

一方ダブルトーク時には、 受信入力と近端入力処理が同時に存在する場合、x
(k)とs(k)は無相関であるから、(9)式で表さ
れるAE(k)の時間的な変化が大きい。すなわち、(6)
式の分散値σ2 AEは大きな値をとる。
On the other hand, at the time of double talk, if reception input and near-end input processing exist simultaneously, x
Since (k) and s (k) are uncorrelated, the temporal change of A E (k) represented by the equation (9) is large. That is, (6)
The variance value σ 2 AE of the equation has a large value.

また、 近端入力だけが存在する場合、x(k)は非常に小
さな値となるため(9)式AE(k)は大きな負の値とな
る。すなわち(5)式の平均値mAEは、負の値となる。
Also, if there is only the near-end input, x (k) since as a very small value (9) A E (k) becomes a large negative value. That is, the average value m AE of the equation (5) is a negative value.

以上の点を考慮すると、分散値σ2 AEがある閾値(これ
を第一の閾値TH1とする)よりも小さく、しかも、平均
値mAEがある閾値(これを第二の閾値TH2とする)よりも
大きい場合には、ダブルトーク検出器24(第1図)がダ
ブルトーク状態を検出しても実際にはダブルトークでな
くエコーパスの変化であると検出できる、当該第一の閾
値TH1と、第二の閾値TH2とをそれぞれ予め設定すること
が出来る。従って、このように予め設定した第一の閾値
をTH1及び第二の閾値TH2を用いて、 σ2 AE<TH1、かつ、mAE>TH2 (11) を満足するとき、エコーパスの変化であると判定するこ
とが可能である。
Considering the above points, the variance value σ 2 AE is smaller than a certain threshold value (this is the first threshold value TH1), and the average value m AE is a threshold value (this is the second threshold value TH2). If it is larger than the above, even if the double talk detector 24 (FIG. 1) detects the double talk state, it can be detected that the change is not actually the double talk but the echo path, and the first threshold TH1, The second threshold value TH2 can be preset respectively. Therefore, when using the first threshold TH1 and the second threshold TH2 set in advance as described above, when σ 2 AE <TH1 and m AE > TH2 (11) are satisfied, it means that the echo path is changed. It is possible to judge.

そこで、この実施例では、この比較判定回路80を、第二
の閾値TH2と平均値mAEとの比較回路81と第一の閾値TH1
と分散値σ2 AEとの比較回路82と、両比較回路81及び82
のそれぞれの結果とパルスTとの論理積(AND)回路83
とを以って構成する。このような構成の比較判定回路80
では、比較回路81において平均値mAEと第二の閾値TH2と
の比較を行い、mAE>TH2ならば論理「1」を出力する。
また、比較回路82において、分散値σ2 AE<TH1ならば論
理「1」を出力する。AND回路83において、これら両比
較回路81及び82のそれぞれの出力と、パルスTとの論理
積をとり、この論理積「1」の出力を推定開始信号とし
て適応ディジタルフィルタ22(第1図)へ出力し、これ
を再始動させる。このように、σ2 AE<TH1であってしか
もmAE>TH2のとき推定動作を停止させた原因がエコーパ
ス変化であると判定し、推定開始信号ADP(論理「1」
を1サンプリング区間出力する。
Therefore, in this embodiment, the comparison / determination circuit 80 includes a comparison circuit 81 for comparing the second threshold value TH2 and the average value m AE and a first threshold value TH1.
And a variance value σ 2 AE comparing circuit 82, and both comparing circuits 81 and 82
AND circuit 83 for each result of pulse and pulse T
And with. The comparison / determination circuit 80 having such a configuration
Then, in the comparison circuit 81, the average value m AE is compared with the second threshold value TH2, and if m AE > TH2, a logic “1” is output.
If the variance value σ 2 AE <TH1, the comparison circuit 82 outputs a logic “1”. In the AND circuit 83, the logical product of each output of these both comparison circuits 81 and 82 and the pulse T is taken, and the output of this logical product "1" is used as the estimation start signal to the adaptive digital filter 22 (FIG. 1). Print and restart it. Thus, when σ 2 AE <TH1 and m AE > TH2, it is determined that the cause of stopping the estimation operation is the echo path change, and the estimation start signal ADP (logic "1"
Is output for one sampling period.

この発明は上述した実施例のみ限定されるものではな
く、多く変形又は変更をなし得ること明らかである。例
えば、第3図で説明したエコーパス変化検出器の構成は
この実施例の構成でなくてもよく、受信信号と送信信号
とのパワー比を用いてその平均値及び分散値を算出し、
これら平均値及び分散値を予め定めたそれぞれの閾値と
比較して推定開始信号を出力する構成となっていれば良
い。
It is obvious that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments but can be modified or changed in many ways. For example, the configuration of the echo path change detector described in FIG. 3 does not have to be the configuration of this embodiment, and the average value and the variance value thereof are calculated using the power ratio of the reception signal and the transmission signal,
It suffices that the average value and the variance value are compared with respective predetermined threshold values to output the estimation start signal.

又、第1図及び第3図にブロック図で示した構成例に
は、この発明を理解する上で必要な構成成分を示してあ
るが、この発明のエコーキャンセラを作動させるに必要
なクロックパルス発生器、N周期パルスTの発生器、サ
ンプリング周期N、第一及び第二の閾値TH1及びTH2等の
メモリをはじめ、その他当業者が容易に理解できる回路
及び又はその他の常套手段はその図示及び説明を省略し
てある。
Further, although the components necessary for understanding the present invention are shown in the configuration examples shown in the block diagrams in FIGS. 1 and 3, the clock pulse necessary for operating the echo canceller of the present invention is shown. The generator, the generator of the N-period pulse T, the memory of the sampling period N, the first and second threshold values TH1 and TH2, etc., and other circuits and / or other conventional means that can be easily understood by those skilled in the art are shown in FIG. The description is omitted.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明のエコー
キャンセラによれば、受信信号を送信信号のパワー比の
平均と分散を計算する回路と、ダブルトーク検出器がダ
ブルトーク状態と判定し、推定動作が停止している間
に、分散値が第1の閾値よりも小さく平均値が第2の閾
値より大きいときにエコーパスの変化であると判定する
回路を設けたので、従来に比べて約1/10以下の時間でそ
の判定が行え、よってエコーパスの変化に対する追随性
の向上が期待できる。
(Effect of the Invention) As is apparent from the above description, according to the echo canceller of the present invention, the circuit for calculating the average and variance of the power ratio of the received signal to the transmitted signal and the double-talk detector are in the double-talk state. Since a circuit for determining that there is a change in the echo path when the variance value is smaller than the first threshold value and the average value is larger than the second threshold value while the estimation operation is stopped is provided, The determination can be performed in about 1/10 or less time compared with, and therefore improvement in followability to changes in echo path can be expected.

さらに、受信信号の平均パワーを求める際に、エコーパ
スの定遅延を考慮すれば、遅延の大きいエコーパスによ
るエコーを消去するエコーキャンセラにも適用可能であ
る。
Furthermore, if a constant delay of the echo path is taken into consideration when obtaining the average power of the received signal, the present invention can be applied to an echo canceller that cancels an echo due to an echo path with a large delay.

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

第1図は、この発明のエコーキャンセラの説明に供する
ブロック回路図、 第2図は、従来のエコーキャンセラの説明に供するブロ
ック回路図、 第3図は、この発明のエコーキャンセラを構成するエコ
ーパス変化検出器の具体的構成例を示すブロック回路図
である。 10……電話機、12……加入者線 16……ディジタル対アナログ(D/A)変換器 18……アナログ対ディジタル(A/D)変換器 20……エコー消去回路(又は減算器) 22……適応ディジタルフィルタ(ADF) 24……ダブルトーク検出器(DTD) 30……エコーキャンセラ 35……計算回路 40……エコーパス変化検出器 50……パワー比計算回路 51,52……パワー計算回路 53,54……対数変換回路、60……平均計算回路 61,72……累算器(ACC) 62,73……ラッチ回路(D) 63,74……乗算器、70……分散計算回路 71,75……2乗回路、76……減算器 80……比較判定回路、81,82……比較回路 83……論理積(AND)回路 SW……スイッチ。
FIG. 1 is a block circuit diagram for explaining an echo canceller of the present invention, FIG. 2 is a block circuit diagram for explaining a conventional echo canceller, and FIG. 3 is an echo path change forming the echo canceller of the present invention. It is a block circuit diagram which shows the specific structural example of a detector. 10 ... Telephone, 12 ... Subscriber line 16 ... Digital-to-analog (D / A) converter 18 ... Analog-to-digital (A / D) converter 20 ... Echo canceling circuit (or subtractor) 22 ... … Adaptive digital filter (ADF) 24 …… Double talk detector (DTD) 30 …… Echo canceller 35 …… Calculation circuit 40 …… Echo path change detector 50 …… Power ratio calculation circuit 51,52 …… Power calculation circuit 53 , 54 Logarithmic conversion circuit, 60 …… Average calculation circuit 61,72 …… Accumulator (ACC) 62,73 …… Latch circuit (D) 63,74 …… Multiplier, 70 …… Dispersion calculation circuit 71 , 75 …… Square circuit, 76 …… Subtractor 80 …… Comparison judgment circuit, 81,82 …… Comparison circuit 83 …… AND (AND) circuit SW …… Switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】受信信号を入力して疑似エコー信号を発生
させる適応ディジタルフィルタと、該疑似エコー信号を
受信信号のエコーが加った送信信号から差し引くことに
よってエコー信号を消去した残差信号を送出するエコー
消去回路と、前記残差信号と受信信号のパワー比からダ
ブルトーク状態を検出して前記適応ディジタルフィルタ
の推定動作を停止させるダブルトーク検出器とを有する
エコーキャンセラにおいて、 ダブルトーク検出器がダブルトーク状態を検出し推定動
作が停止している間にエコーパスの変化を検出した時
に、推定動作が停止した前記適応ディジタルフィルタの
当該推定動作を再開させるための推定開始信号を該適応
ディジタルフィルタに出力するエコーパス変化検出器を
設け、 該エコーパス変化検出器は、前記受信信号と送信信号の
パワー比を求め、該パワー比の平均値と分散値とを計算
する計算回路と、前記分散値が第一の閾値よりも小さく
かつ前記平均値が第2の閾値よりも大きい時にエコーパ
ス変化があると判定し前記推定開始信号を出力する比較
判定回路とを有する ことを特徴とするエコーキャンセラ。
1. An adaptive digital filter for inputting a received signal to generate a pseudo echo signal, and a residual signal obtained by canceling the echo signal by subtracting the pseudo echo signal from a transmitted signal to which an echo of the received signal is added. An echo canceller having an echo canceling circuit for transmitting and a double talk detector for detecting a double talk state from the power ratio between the residual signal and the received signal to stop the estimation operation of the adaptive digital filter, Detects a double-talk state and detects a change in the echo path while the estimation operation is stopped, an estimation start signal for restarting the estimation operation of the adaptive digital filter whose estimation operation has stopped is applied to the adaptive digital filter. And an echo path change detector for outputting to the echo path change detector. Of a power ratio between a signal and a transmission signal, and a calculation circuit for calculating an average value and a variance value of the power ratio, the variance value being smaller than a first threshold value, and the average value being larger than a second threshold value. An echo canceller, comprising: a comparison / determination circuit that determines that there is an echo path change and outputs the estimation start signal.
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