JPH0786991A - エコー消去方法およびエコーキャンセラ - Google Patents

エコー消去方法およびエコーキャンセラ

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JPH0786991A
JPH0786991A JP5225424A JP22542493A JPH0786991A JP H0786991 A JPH0786991 A JP H0786991A JP 5225424 A JP5225424 A JP 5225424A JP 22542493 A JP22542493 A JP 22542493A JP H0786991 A JPH0786991 A JP H0786991A
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/20Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 推定インパルス応答の更新に要する処理量を
少なくする。 【構成】 疑似エコー信号生成部8はデータメモリ5に
蓄積された受信音声信号とタップ係数更新部7が出力す
るインパルス応答の推定値により疑似エコー信号を出力
する。減算器9は4線2線変換器10からのエコー信号
から疑似エコー信号を減算し、残留信号がデータメモリ
6に蓄積される。タップ係数更新部7はデータメモリ6
のデータに基づいて更新時期制御部12が出力する更新
時期12より、更新要素選択部13が出力する時刻要素
において、真のエコー経路に近づけたインパルス応答の
推定値を疑似エコー信号生成部8に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電話回線における4線
2線変換器において生ずるエコーを消去するためのエコ
ーキャンセラに関し、特に、サンプリング周期ごとに受
信音声信号を蓄積する第1のデータメモリと、エコー経
路のインパルス応答の推定値と第1のデータメモリに蓄
積されたデータとの畳み込み演算により疑似エコー信号
を生成する疑似エコー信号生成部と、エコー信号から前
記疑似エコー信号を減算して残留信号を計算する減算器
と、前記残留信号をサンプリング周期ごとに蓄積する第
2のデータメモリと、第2のデータメモリの残留信号を
参照してインパルス応答の推定値を真のエコー経路のイ
ンパルス応答に近づけるように更新するタップ係数更新
部とを備えるエコーキャンセラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のエコーキャンセラとして
は、例えば文献1(古谷宣二、福士雄三、伊藤栄紀、松
本美明、田辺淳二、萩原幸雄、塩谷純男、勝田行男、高
山純、荒関卓、専用VLSIエコーキャンセラNEC技
報Vol.39No.2P53〜P62昭和61年1月
14日発行)等を参照することができるので、ここでは
図を用いて簡単に説明する。
【0003】図2は従来のエコーキャンセラの構成を示
している。
【0004】このエコーキャンセラは送信入力端子1と
受信入力端子2と送信入力端子3と受信入力端子4とデ
ータメモリ5、6とタップ係数更新部7と疑似エコー信
号生成部8と減算器9とからなっている。受信入力端子
4から入力された時刻jにおける受信音声信号Xjはデ
ータメモリ5に基本サンプリング周期(以下基本周期と
称する)ごとに順次蓄えられる。受信音声信号Xjは受
信出力端子2に送られる。受信出力端子2から出力され
た受信音声信号は、4線2線変換器10で2線変換され
て、2線入出力端子11から入出力される。4線2線変
換器10を経過する受信音声信号の一部が4線2線変換
器の不具合で送信入力端子1に洩れるとエコー信号とな
る。
【0005】疑似エコー信号生成部8はデータメモリ5
から受信音声信号Xj系列を、またタップ係数更新部7
から推定インパルス応答を入力し、畳み込み演算によっ
て疑似エコー信号
【0006】
【外1】 を合成する。時刻jにおける推定インパルス応答をhi j
とすると
【0007】
【外2】 は(1)式によって表される。ここで、i=0,1,・・
・,NでNはエコー経路のインパルス応答長に相当す
る。
【0008】
【数1】 減算器9は後期(2)式にしたがって送信入力端子1か
ら入力されたエコー信号Yjから疑似エコー信号
【0009】
【外3】 を減算することによって送信信号に含まれているエコー
成分を消去し、残留信号ejが送信出力端子3から伝送
路に出力される。
【0010】
【数2】 また、残留信号ej系列はデータメモリ6にサンプリン
グ周期ごとに順次蓄えられる。タップ係数更新部7は推
定インパルス応答を真のエコー経路のインパルス応答に
近づけるように修正更新する。前記文献1では学習同定
法が用いられており、推定インパルス応答の更新は以下
の式で表される。
【0011】
【数3】 ここでαは修正係数と呼ばれ、一般に0<α<2が用い
られる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエコー
キャンセラでは、疑似エコー信号を計算するためのタッ
プ係数の更新は基本周期ごとに行われていた。すなわ
ち、1つのタップ係数を更新するための動作は以下のよ
うになる。まず、タップ係数をメモリからレジスタにロ
ードし、修正し、メモリにセーブする。この動作の内の
メモリからレジスタにロード。およびメモリにセーブす
るために要する演算量はタップ係数更新プロセスの大き
な部分を占める。このため、従来のエコーキャンセラは
推定インパルス応答を更新するために基本周期ごとに膨
大な演算を必要とするので、処理量が大きくなるという
欠点がある。
【0013】本発明の目的は、タップ係数の更新に膨大
な演算を必要とせず、処理量の少ないエコーキャンセラ
を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】推定インパルス応答の更
新時期を決定する更新時期制御部と、前記更新時期制御
部より更新時期を入力し、前記更新時期の時刻要素のう
ち、どの時刻要素を推定インパルス応答の更新に使用す
るかを選択する更新要素選択部とを有し、前記タップ係
数更新部は前記更新時期制御部が出力した更新時期によ
り前記更新要素選択部が出力した時刻要素においてイン
パルス応答の推定値を更新する。
【0015】
【作用】基本周期ごとの推定インパルス応答のためのタ
ップ係数の修正値を毎回蓄えておき、複数周期に1回ま
とめてタップ係数の更新を行うことができるので、更新
時期に1回は従来技術における複数回分の修正が行われ
るが、演算量が減少しメモリとレジスタ間のデータ転送
による処理量が大幅に制限される。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1は本発明のエコーキャンセラの一実施
例の構成ブロック図である。
【0018】このエコーキャンセラは図2のエコーキャ
ンセラの構成に加えて更新時期制御部12と更新要素選
択部13が設けられている。データメモリ5、6とタッ
プ係数更新部7と疑似エコー信号生成部8と減算器’9
では、図2の場合と同様の処理が行われる。更新時期制
御部12は推定インパルス応答の更新が行われると次回
の更新時期をあらかじめ定められたアルゴリズムを用い
て決定する。いま、時刻j−1で推定インパルス応答が
更新され、その時の更新時期制御部12の出力をMとす
ると次回の推定インパルス応答の更新時刻はj+M−1
である。更新時期を決めるアルゴリズムとしては種々考
えられるが、ここでは乱数を用いている。
【0019】更新要素選択部13は更新時期制御部10
から更新時期を入力すると、jからj+M−1までのM
個の要素のうちどの時刻要素を推定インパルス応答の更
新に使用するかを決定し、その要素番号km(0≦k1
<k2 <…<kn <M)を出力する。要素番号を決定す
るアルゴリズムとしては種々の方法が考えられるが、こ
こではnとMの比n/M=R(ただし、Rはあらかじめ
定められた実数)を満たすようにnを決定し、k1 から
n の各要素は乱数を使って求めるようにしている。
【0020】タップ係数更新部7では更新時期制御部1
2によって指定された時刻j+M−1に次に示す(6)
式を用いて推定インパルス応答の更新を行なう。
【0021】
【数4】 ここで、
【0022】
【外4】 としては(4)式を用いている。
【0023】このエコーキャンセラでは、タップ係数の
修正値を毎回蓄えておき複数周期に1回まとめてタップ
係数の更新を行うので、更新周期に一回は複数回分の修
正が行われるが、演算量が減少してメモリとレジスタ間
のデータ転送による処理量を大幅に削減することがで
き、また、特性劣化が小さく、特にエコー信号のインパ
ルス応答が頻繁に変化しない通信路(固定通信回線)に
おいては実用上無視できる。
【0024】上述した実施例はあくまで本発明の一実施
例に過ぎず、その変形例も種々考えられる。
【0025】例えば、文献1の4.4節にも述べられて
いるように近端話者信号検出回路を追加して構成するこ
ともできる。
【0026】また、前記実施例では次回の更新周期を乱
数を用いて決定しているが、これを定数とすることもで
きる。
【0027】また、更新時期制御部のアルゴリズムとし
ては、完全な乱数でなくあらかじめ定められた範囲のみ
を発生するような疑似乱数器を用いることもできる。
【0028】また、更新時期制御部ではn/M=1とす
ることもできる。(6)式によれば推定インパルス応答
の更新は単位時間当たりの積和回数では従来例と変わら
ないが、n/M=1とすることによって、メモリとレジ
スタ(不図示)間のデータ転送処理量を大幅に削減する
ことができる。
【0029】また、前記実施例では更新時期決定につい
て外部からの制御を用いていないが、外部から更新時期
の大小について制御をかける構成にすることもできる。
この場合、外部機器からの制御によってエコーキャンセ
ラの演算量を低減する時には、更新時期制御部の出力が
大きくなるように制御する、あるいは、更新要素選択部
の比Rが小さくなるように制御する。
【0030】また、前記実施例の更新要素選択部では乱
数を使って各要素を決定していたが、あらかじめ定めて
おいたいくつかのパターンから選択する構成とすること
もできる。
【0031】さらに、前記実施例の更新要素選択部では
乱数を使って各要素を決定していたが、外部からの制御
信号によって決定する構成とすることもできる。
【0032】本実施例は、処理に要する演算量が低減で
きるため、消費電力が小さいエコーキャンセラが実現す
る。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、更新時期
制御部と更新要素選択部とを設けることにより、基本周
期ごとのタップ係数の修正値を蓄えておいて、複数周期
に1回まとめて修正することができるので、演算量が減
少しメモリとレジスタ間のデータ転送による処理量が大
幅に削減され、消費電力が小さいエコーキャンセラが実
現するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエコーキャンセラの一実施例の構成ブ
ロック図である。
【図2】エコーキャンセラの従来例の構成ブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 送信入力端子 2 受信入力端子 3 送信入力端子 4 受信出力端子 5、6 データメモリ 7 タップ係数更新部 8 疑似エコー信号生成部 9 減算器 10 4線2線変換部 11 2線入出力端子 12 更新時期制御部 13 更新要素選択部 ej 残留信号 xj 受信音声信号 Yj エコー信号
【外5】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 エコー消去方法およびエコーキャンセ
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電話回線における4線
2線変換器において生ずるエコーを消去するためのエコ
ー消去方法およびエコーキャンセラに関し、特に、エコ
ー経路のインパルス応答の推定値とサンプリング周期ご
との受信音声信号データとの畳み込み演算により疑似エ
コー信号を生成する手順と、エコー信号から前記疑似エ
コー信号を減算して残留信号を出力する手順と、前記残
留信号をサンプリング周期ごとに蓄積する手順と、前記
蓄積されたサンプリング周期ごとの残留信号を参照して
インパルス応答の推定値を真のエコー経路のインパルス
応答に近づけるように更新する手順とを有する電話回路
のエコー消去方法に関し、およびサンプリング周期ごと
に受信音声信号を蓄積する第1のデータメモリと、エコ
ー経路のインパルス応答の推定値と第1のデータメモリ
に蓄積されたデータとの畳み込み演算により疑似エコー
信号を生成する疑似エコー信号生成部と、エコー信号か
ら前記疑似エコー信号を減算して残留信号を計算する減
算器と、前記残留信号をサンプリング周期ごとに蓄積す
る第2のデータメモリと、第2のデータメモリの残留信
号を参照してインパルス応答の推定値を真のエコー経路
のインパルス応答に近づけるように更新するタップ係数
更新部とを備えるエコーキャンセラに関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】本発明の目的は、タップ係数の更新に膨大
な演算を必要とせず、処理量の少ないエコー消去方法お
よびエコーキャンセラを提供することである。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のエコー消去方法
は、推定インパルス応答の更新時期を決定する手順と、
前記決定された更新時期の時刻要素のうち、どの時刻要
素を推定インパルス応答の更新に使用するか選択する手
順と、前記決定された更新時期により、前記選択された
時刻要素においてインパルス応答の推定値を更新する手
順とを有する。本発明のエコーキャンセラは、推定イン
パルス応答の更新時期を決定する更新時期制御部と、前
記更新時期制御部より更新時期を入力し、前記更新時期
の時刻要素のうち、どの時刻要素を推定インパルス応答
の更新に使用するかを選択する更新要素選択部とを有
し、前記タップ係数更新部は前記更新時期制御部が出力
した更新時期により前記更新要素選択部が出力した時刻
要素においてインパルス応答の推定値を更新する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、更新時期
を決定し、選択された時刻要素においてインパルス応答
の推定値を更新することにより、基本周期ごとのタップ
係数の修正値を蓄えておいて、複数周期に1回まとめて
修正することができるので、演算量が減少しメモリとレ
ジスタ間のデータ転送による処理量が大幅に削減され、
消費電力が小さいエコー消去方法およびエコーキャンセ
ラが実現するという効果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプリング周期ごとに受信音声信号を
    蓄積する第1のデータメモリと、エコー経路のインパル
    ス応答の推定値と第1のデータメモリに蓄積されたデー
    タとの畳み込み演算により疑似エコー信号を生成する疑
    似エコー信号生成部と、エコー信号から前記疑似エコー
    信号を減算して残留信号を出力する減算器と、前記残留
    信号をサンプリング周期ごとに蓄積する第2のデータメ
    モリと、第2のデータメモリの残留信号を参照してイン
    パルス応答の推定値を真のエコー経路のインパルス応答
    に近づけるように更新するタップ係数更新部とを備える
    エコーキャンセラにおいて、 推定インパルス応答の更新時期を決定する更新時期制御
    部と、 前記更新時期制御部より更新時期を入力し、前記更新時
    期の時刻要素のうち、どの時刻要素を推定インパルス応
    答の更新に使用するかを選択する更新要素選択部とを有
    し、 前記タップ係数更新部は前記更新時期制御部が出力した
    更新時期により前記更新要素選択部が出力した時刻要素
    においてインパルス応答の推定値を更新することを特徴
    とするエコーキャンセラ。
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