JPH0793596B2 - Echo canceller device - Google Patents

Echo canceller device

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JPH0793596B2
JPH0793596B2 JP10988988A JP10988988A JPH0793596B2 JP H0793596 B2 JPH0793596 B2 JP H0793596B2 JP 10988988 A JP10988988 A JP 10988988A JP 10988988 A JP10988988 A JP 10988988A JP H0793596 B2 JPH0793596 B2 JP H0793596B2
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JP
Japan
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echo
signal
component
processing
constant
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光夫 角石
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 国際電話通信,高能率コーデック導入回線等の大きな地
縁時間のエコーが発生する通信システムに於けるエコー
を打ち消す為のエコーキャンセラ装置に関し、 四捨五入処理や狭帯域信号に対する安定処理等の演算量
の削減を図ることを目的とし、 適応的にその大きさを変更するエコー経路推定インパル
ス応答系列をフィルタ係数とし、受信信号系列を入力し
て疑似エコー信号を出力する疑似エコー発生部を備え、
前記疑似エコー信号により実際のエコー成分を打ち消す
エコーキャンセラ装置に於いて、前記疑似エコー発生部
の入力信号に一定の直流分を重畳する重畳手段と、前記
疑似エコー発生部の出力信号の直流分を遮断する直流遮
断手段と、前記疑似エコー発生部の出力信号の直流分の
大きさに基づいて加算定数及び乗算定数を設定する定数
設定手段と、前記疑似エコー発生部のフィルタ係数を複
数のグループに分割し、該グループ毎に前記定数設定手
段により設定された加算定数の加算処理及び乗算定数の
乗算処理を順次行う処理手段とを備えて構成した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] An echo canceller device for canceling an echo in a communication system in which an echo of a large ground time occurs such as an international telephone communication and a high-efficiency codec introduction line. For the purpose of reducing the amount of calculation such as stabilization processing, the echo path estimation impulse response sequence whose size is adaptively changed is used as a filter coefficient, and the received signal sequence is input and a pseudo echo signal is output. Equipped with an echo generator,
In an echo canceller device for canceling an actual echo component by the pseudo echo signal, a superimposing means for superimposing a constant DC component on the input signal of the pseudo echo generating unit, and a DC component of the output signal of the pseudo echo generating unit. DC blocking means for blocking, constant setting means for setting an addition constant and a multiplication constant based on the magnitude of the DC component of the output signal of the pseudo echo generating section, and filter coefficients of the pseudo echo generating section in a plurality of groups. It is configured to include a processing unit that divides and sequentially performs addition processing of addition constants and multiplication processing of multiplication constants set by the constant setting unit for each group.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、国際電話通信,高能率コーデック導入回線等
の大きな遅延時間のエコーが発生する通信システムに於
けるエコーを打ち消す為のエコーキャンセラ装置に関す
るものである。
The present invention relates to an echo canceller device for canceling an echo in a communication system in which an echo with a large delay time occurs such as in international telephone communication and a high efficiency codec introduction line.

2線4線変換を行うハイブリッド回路に於けるインピー
ダンス不整合により、送話者からの音声信号の一部が回
り込んで、再び送話者へ送り返されるエコーが発生す
る。短距離回線等に於けるエコーの遅延時間が短い場合
は問題が少ないが、長距離回線等に於ける遅延時間が大
きい場合にはエコーの影響が大きくなり、通話に支障を
来すことになる。従って、エコー成分を抑圧或いは打ち
消すことが必要となる。
Due to the impedance mismatch in the hybrid circuit that performs 2-wire to 4-wire conversion, a part of the voice signal from the talker wraps around and an echo is sent back to the talker. There are few problems when the delay time of the echo on the short distance line is short, but when the delay time of the long distance line is large, the effect of the echo becomes large and the call is disturbed. . Therefore, it is necessary to suppress or cancel the echo component.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般電話機と交換機とは2線の加入者線で接続され、交
換機内では4番で交換接続処理されるものである。その
為、交換機側の4線と加入者側の2線とを交換するハイ
ブリッド回路が交換機側に設けられている。このハイブ
リッド回路に於けるインピーダンス整合が完全な場合は
エコーの発生はないが、ハイブリッド回路に接続される
加入者等の長さや構成がそれぞれ相違し、且つ温度変化
等が生じることから、インピーダンス整合がくずれるこ
とになり、ハイブリッド回路を介した回り込みの信号が
生じる。この回り込みの信号がエコー成分となるもの
で、長期間回線やコーデック等による遅延時間が大きい
時に、エコー成分による影響が大きくなり、通話品質が
劣化するから、このエコー成分を打ち消す為のエコーキ
ャンセラ装置が設けられている。
The general telephone and the exchange are connected by two subscriber lines, and the exchange connection processing is performed at the number 4 in the exchange. Therefore, a hybrid circuit for exchanging the four lines on the exchange side and the two lines on the subscriber side is provided on the exchange side. If the impedance matching in this hybrid circuit is perfect, no echo is generated, but the length and configuration of the subscribers connected to the hybrid circuit differ from each other, and temperature changes etc. occur, so impedance matching is not achieved. It will be collapsed, and a sneak signal through the hybrid circuit is generated. This wraparound signal becomes an echo component, and when the delay time due to the line or codec is long, the influence of the echo component becomes large and the speech quality deteriorates. Therefore, an echo canceller device for canceling this echo component. Is provided.

例えば、第6図に示すように、交換機51のハイブリッド
回路52に2線の加入者線54が接続され、この加入者線54
に電話機55が接続される。このハイブリッド回路52のイ
ンピーダンス整合が理想状態の場合は、矢印で示す回り
込みの信号、即ち、エコー成分は生じないが、前述のよ
うに、理想的なインピーダンス整合を維持することは困
難であるから、通常は矢印で示す回り込みの信号、即
ち、エコー成分が生じることになる。このエコー成分
は、図示を省略した相手側の電話機に伝送されて通話品
質を劣化させるので、エコーキャンセラ装置53により打
ち消して、相手側の電話機には、電話機55からの音声信
号のみを伝送する。
For example, as shown in FIG. 6, a two-line subscriber line 54 is connected to the hybrid circuit 52 of the exchange 51, and the subscriber line 54
The telephone 55 is connected to. When the impedance matching of the hybrid circuit 52 is in an ideal state, a wraparound signal indicated by an arrow, that is, an echo component does not occur, but as described above, it is difficult to maintain ideal impedance matching. Normally, a wraparound signal indicated by an arrow, that is, an echo component is generated. Since this echo component is transmitted to the telephone of the other party (not shown) and deteriorates the call quality, it is canceled by the echo canceller device 53 and only the voice signal from the telephone 55 is transmitted to the telephone of the other party.

エコーキャンセラ装置53は、端子RIN,ROUT,SIN,SOUTを
備え、相手電話機からの音声信号が端子RINに加えら
れ、端子ROUTからの音声信号はハイブリッド回路52を介
して電話機55に伝送され、この電話機55からの音声信号
はハイブリッド回路52を介して端子SINに加えられる。
この時、ハイブリッド回路52を介したエコー成分も端子
SINに加えられることになり、端子RINに加えられた音声
信号を基に、このエコー成分と類似波形となる疑似エコ
ー信号を形成し、この疑似エコー信号により、エコー成
分を打ち消して端子SOUTから送出するものである。
The echo canceller device 53 includes terminals RIN, ROUT, SIN, SOUT, a voice signal from the partner telephone is added to the terminal RIN, and a voice signal from the terminal ROUT is transmitted to the telephone 55 via the hybrid circuit 52. The voice signal from the telephone 55 is applied to the terminal SIN via the hybrid circuit 52.
At this time, the echo component via the hybrid circuit 52 is also connected to the terminal.
It will be added to SIN, and based on the audio signal applied to the terminal RIN, a pseudo echo signal with a waveform similar to this echo component will be formed, and the echo component will be canceled by this pseudo echo signal and sent out from the terminal SOUT. To do.

第7図は前述のエコーキャンセラ装置の従来例の要部ブ
ロック図であり、61は疑似エコー発生部、62は受信信号
格納メモリ、63はエコー経路推定インパルス応答格納メ
モリ、64は加算器、65は係数修正部、66は係数制御部
で、係数の四捨五入等の成分を行う。各部の機能は汎用
ディジタル信号処理プロセッサによって実現することが
できるものである。
FIG. 7 is a block diagram of a main part of a conventional example of the above-mentioned echo canceller device. 61 is a pseudo echo generation unit, 62 is a received signal storage memory, 63 is an echo path estimation impulse response storage memory, 64 is an adder, and 65 is an adder. Is a coefficient correction unit, and 66 is a coefficient control unit that performs components such as rounding off of coefficients. The function of each unit can be realized by a general-purpose digital signal processor.

端子RINに加えられた相手電話機からの受信入力信号
は、端子ROUTからハイブリッド回路(図示せず)に送出
されると共に、受信信号格納メモリ62に蓄積される。疑
似エコー発生部61は、トランスバーサルフィルタ構成を
有し、端子SINに加えられるエコー成分の時間に対応し
て受信信号格納メモリ62から読出された受信信号系列が
入力信号となり、エコー経路推定インパルス応答格納メ
モリ63から読出されたエコー経路推定インパルス応答系
列がフィルタ係数となって、エコー成分の波形に類似し
た波形の疑似エコー信号が出力され、この疑似エコー信
号により加算器64に於いて端子SINに加えられたエコー
成分を打ち消すことになる。
The reception input signal from the partner telephone applied to the terminal RIN is sent from the terminal ROUT to a hybrid circuit (not shown) and is also stored in the reception signal storage memory 62. The pseudo echo generating unit 61 has a transversal filter configuration, and the received signal sequence read from the received signal storage memory 62 corresponding to the time of the echo component applied to the terminal SIN becomes the input signal, and the echo path estimation impulse response The echo path estimation impulse response sequence read from the storage memory 63 serves as a filter coefficient, and a pseudo echo signal having a waveform similar to the waveform of the echo component is output, and this pseudo echo signal is output to the terminal SIN at the adder 64. The added echo component will be canceled.

この加算器64からのエコー成分の打ち消し残差信号は、
誤差信号として係数修正部65に加えられ、係数制御部66
による四捨五入処理等の係数制御が行われ、誤差信号に
対応して修正された係数は、エコー経路推定インパルス
応答格納メモリ63に格納される。
The cancellation residual signal of the echo component from the adder 64 is
An error signal is added to the coefficient correction unit 65, and the coefficient control unit 66
Coefficient control such as rounding processing is performed, and the coefficient corrected corresponding to the error signal is stored in the echo path estimation impulse response storage memory 63.

相手電話機から端子RINに加えられた受信入力信号系列
をxj、端子SINに加えられた送信入力信号がエコー成分
のみ場合のエコー信号系列をyj、疑似エコー信号系列を
j、端子SOUTからの送信出力信号系列をejとすると、
このejは、送信入力音声信号がない時に、本当のエコー
信号と疑似エコー信号との差として表され、加算器64か
ら出力された誤差信号系列と称することができる。又音
声信号は、通信は、PCMコーデック等により、例えば、1
25μs周期で標本化され、ディジタル信号に変換されて
いるものであり、添字のjは、t=jに於ける値である
ことを示す。前述の各信号系列は、 ej=yjj …(1) の関係となる。ここで、hi (j)は、疑似エコー発生の為
のトランスバーサルフィルタのフィルタ係数で、Nはそ
のフィルタの次数、即ち、タップ数であり、対応可能な
エコーの最大遅延時間と関連する。
The received input signal sequence applied to the terminal RIN from the partner telephone is x j , the echo signal sequence when the transmission input signal applied to the terminal SIN is only the echo component, y j , and the pseudo echo signal sequence is
j , and the transmission output signal sequence from the terminal SOUT is e j ,
This e j is represented as a difference between the true echo signal and the pseudo echo signal when there is no transmission input voice signal, and can be referred to as an error signal sequence output from the adder 64. For voice signals, communication is performed using a PCM codec, for example, 1
It is sampled at a period of 25 μs and converted into a digital signal, and the subscript j indicates a value at t = j. Each of the above-mentioned signal sequences is e j = y jj (1) It becomes a relationship. Here, h i (j) is a filter coefficient of the transversal filter for generating pseudo echo, and N is the order of the filter, that is, the number of taps, and is related to the maximum delay time of the echo that can be handled.

疑似エコー発生部61を構成するトランスバーサルフィル
タにより(2)式の演算が行われて、疑似エコー信号系
jが得られる。本当のエコー信号系列yjと疑似エコ
ー信号系列jとの差として得られる誤差信号系列ej
使用し、(3)式に従って毎周期総てのフィルタ係数hi
(j)(i=0,1,2,・・・N−1)の修正を行う。又αは
正の常数である。このように、(3)式によりトランス
バーサルフィルタの係数を適応的に変化させ、誤差信号
系列ejを順次零に近づける方法は、学習同定法と称され
るものである。
The transversal filter that constitutes the pseudo echo generating section 61 performs the calculation of equation (2) to obtain the pseudo echo signal sequence j . Using the error signal sequence e j obtained as the difference between the true echo signal sequence y j and the pseudo echo signal sequence j , all the filter coefficients h i for each cycle according to the equation (3).
(j) Modify (i = 0,1,2, ... N-1). Also, α is a positive constant. As described above, the method of adaptively changing the coefficient of the transversal filter according to the equation (3) to sequentially bring the error signal series e j close to zero is called a learning identification method.

前述の演算処理を行う上で、ハードウェアの規模に関係
が深い演算量についてみると、N×周期=最大等化遅延
時間、の関係から、フィルタの次数Nが大きければ大き
い程、遅延時間の大きいエコーにも対処できることにな
り、性能の良いエコーキャンセラを構成することができ
るが、フィルタの次数Nを大きくすると、(2)式の積
和の回数、(3)式の修正処理の回数が増加するから、
高速の演算処理が必要となる。但し、(3)式の左辺の
第2項の分母は、端子RINに加えられる受信入力信号の
t=j−N+1からt=jまでの自乗和であり、t=j
に於ける値をIjとすると、 で表わされる為、フィルタの次数Nの大きさに拘わらず
乗算2回と加算2回で処理できるので、演算量の点では
負担にならない。更にαej/Ij=Wjとして、係数Wjを毎
周期一度計算すれば、(3)式の計算N回に共通に使用
できる。
Regarding the amount of calculation that is closely related to the scale of hardware in performing the above-described calculation processing, from the relationship of N × cycle = maximum equalization delay time, the larger the filter order N, the greater the delay time. Although a large echo can be dealt with, a high-performance echo canceller can be configured. However, if the filter order N is increased, the number of product sums in equation (2) and the number of correction processes in equation (3) are increased. Because it will increase
High-speed arithmetic processing is required. However, the denominator of the second term on the left side of the equation (3) is the sum of squares of the received input signal applied to the terminal RIN from t = j−N + 1 to t = j, and t = j
Let I j be the value at Since it can be processed by two multiplications and two additions regardless of the magnitude of the filter order N, there is no burden in terms of the amount of calculation. Further, if αe j / I j = W j and the coefficient W j is calculated once every cycle, it can be commonly used for N times of calculation of the equation (3).

この係数Wjを使って(3)式を書き直すと、 hj (j)+Wjxj-N+1+i=hj (j+1) …(4) となる。このような処理を係数修正部65で行うものであ
る。
Rewriting Eq. (3) using this coefficient W j gives h j (j) + W j x j-N + 1 + i = h j (j + 1) (4). The coefficient correction unit 65 performs such processing.

前記(4)式の計算を、レジスタA,B,Dを備えてA×B
×D→Dの演算ができる汎用ディジタル信号処理プロセ
ッサを用いて実行する場合の基本的な処理フローを第8
図に示す。同図に於いて、(1),(2),・・・はス
テップを示し、先ずBレジスタにWjをロードしておき
(1)、次にレジスタにxj-N+1をロードし(2)、次に
h1 (j)をDレジスタにロードし(3)、次のステップ
(4)でA×B+D→Dの演算によりDレジスタにh1
(j+1)を生成し、且つ、xj-N+2をAレジスタにロードす
る。次のステップ(5)でDレジスタの内容をメモリに
ストアし、次のステップ(6)でh2 (j)をDレジスタに
ロードし、次のステップ(7)でA×B+D→Dの演算
及びxj-N+3をAレジスタにロードする。
The calculation of the equation (4) is performed by using the registers A, B, and D, and A × B
The basic processing flow in the case of using a general-purpose digital signal processor capable of performing × D → D arithmetic
Shown in the figure. In the figure, (1), (2), ... represents a step, first advance load the W j to B register (1), then load the x j-N + 1 in the register (2), then
Load h 1 (j) into the D register (3), and in the next step (4), h 1 into the D register by the operation of A × B + D → D.
Generate (j + 1) and load xj-N + 2 into the A register. The content of the D register is stored in the memory in the next step (5), h 2 (j) is loaded into the D register in the next step (6), and the operation of A × B + D → D is performed in the next step (7). And x j-N + 3 into the A register.

従って、ステップ(4),(7)に示すように、演算処
理と並行してAレジスタへのロードが行われ、一つのフ
ィルタ係数について(4)式の計算は3ステップの演算
量となる。
Therefore, as shown in steps (4) and (7), the A register is loaded in parallel with the arithmetic processing, and the calculation of the equation (4) for one filter coefficient has a calculation amount of 3 steps.

しかし、実際には、汎用ディジタル信号処理プロセッサ
に於けるA,Bレジスタ及びメモリのビットサイズは16ビ
ットであり、乗算結果が生成されるDレジスタは32ビッ
トである為、Dレジスタの内容をメモリにストアする時
に、下位16ビットは切り捨てられることになる。
However, in reality, the bit size of the A and B registers and the memory in the general-purpose digital signal processor is 16 bits, and the D register in which the multiplication result is generated is 32 bits, so the contents of the D register are stored in the memory. When storing to, the lower 16 bits will be truncated.

この下位16ビットの切り捨てにより、一回の処理では16
ビット目が1であるか否かだけに影響し、それ程問題と
ならないように考えられるが、1秒間に8000回も各フィ
ルタ係数について切り捨て処理が行われるから誤差が累
積し、フィルタ係数hiの値は、本来あるべき値から大幅
にずれることになる。汎用ディジタル信号処理プロセッ
サは、通常、2の補数形式で処理されているから、切り
捨て処理により数値線上で左にずれた値となる。即ち、
正数は小さくなり、負数は絶対値としては大きくなる。
従って、切り捨て処理を放置すると、フィルタ係数hi
どんどん小さくなり、汎用ディジタル信号処理プロセッ
サ内で取り得る値の下限値である−2又は−1に達して
オーバーフロー現象を起こすことになる。
This rounding down of the lower 16 bits results in 16
It is considered that it affects only whether or not the 1st bit is 1, and it does not pose a problem so much, but since the truncation processing is performed for each filter coefficient 8000 times per second, the error accumulates and the filter coefficient h i The values will deviate significantly from what they should be. Since the general-purpose digital signal processor is normally processed in the two's complement format, the value is shifted to the left on the numerical line by the truncation processing. That is,
Positive numbers become smaller and negative numbers become larger in absolute value.
Therefore, if the truncation process is left as it is, the filter coefficient h i becomes smaller and smaller, reaching the lower limit of -2 or -1 that can be taken in the general-purpose digital signal processor and causing an overflow phenomenon.

この為、従来例のエコーキャンセラ装置に於いては、第
9図に示すフローチャートに従った処理が行われてお
り、(11),(12),・・はステップを示す。先ず、Wj
をBレジスタにロードしておき(11)、次にxj-N+1をA
レジスタにロードし(12)、次にDレジスタの上位から
17ビット目に1を置数し(13)、次にh0 (j)をAレジス
タにロードし、且つA×B+D→Dの演算処理を行う
(14)。次にxj-N+2をAレジスタにロードし、且つA+
D→Dの演算を行い(15)、次にDレジスタの内容をメ
モリにストアする(16)。
Therefore, in the echo canceller device of the conventional example, the processing according to the flowchart shown in FIG. 9 is performed, and (11), (12), ... Show steps. First, W j
Is loaded into the B register (11), and then x j-N + 1 is set to A
Load into register (12), then from D register upper
A 1 is set at the 17th bit (13), then h 0 (j) is loaded into the A register, and an arithmetic process of A × B + D → D is performed (14). Then load x j-N + 2 into the A register and A +
The operation of D → D is performed (15), and then the contents of the D register are stored in the memory (16).

従って、Dレジスタの17ビット目に1を置数して、Wj×
xj-N+i+1を加え、更に、hi (j)を加える処理を行うこと
になり、これによって、hi (j)+Wj・xj-N+i+1の演算に
於ける上位から17ビット目の1により桁上げが行われる
から、上位16ビットのみを抜き出しても等価的に四捨五
入処理が行われたことになる。このような四捨五入処理
により、一つのフィルタ係数当り最低でも4ステップと
なる。汎用ディジタル信号処理プロセッサの種類によっ
ては、Dレジスタの下位ビットへの置数処理に2ステッ
プを要するものがあり、この場合には、四捨五入処理を
行うと、(4)式の演算に於ける一つのフィルタ係数当
り5ステップとなる。
Therefore, by registering 1 to the 17th bit of the D register, W j ×
The process of adding x j-N + i + 1 and further adding h i (j) will be performed, whereby the calculation of h i (j) + W j · x j-N + i + 1 will be performed. Since the carry is carried out by 1 in the 17th bit from the higher order, even if only the upper 16 bits are extracted, the rounding processing is equivalently performed. By such a rounding process, at least 4 steps per filter coefficient. Depending on the type of general-purpose digital signal processor, there are cases in which two steps are required for the number processing to the lower bit of the D register. In this case, if the rounding processing is performed, the operation in the equation (4) is performed. There are 5 steps for each filter coefficient.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

前述の四捨五入処理に於ける係数hi (j)の修正につい
は、基本的な処理フローに対して1〜2ステップの増加
となるか、係数hi (j)はN個(トランスバーサルフィル
タのタップ数N)あるから、全体ではN或いは2Nステッ
プの増加となる。又信号の繰り返し周期は、通常、125
μsとするものであるから、1ステップの処理時間が10
0nsの高速汎用ディジタル信号処理プロセッサを用いた
場合、周期内の最大処理演算量は、1250ステップとな
り、例えば、N=112とすると、N〜2Nは112〜224とな
る。この値は、処理可能量に対して9〜18%に相当する
ことになり、四捨五入処理の為に、1個のプロセッサで
は処理できず、複数個のプロセッサを設けなければなら
ない場合もしばしば生じ、エコーキャンセラ装置のコス
トアップとなる。
Regarding the modification of the coefficient h i (j) in the above-mentioned rounding processing, there is an increase of 1 to 2 steps with respect to the basic processing flow, or there are N coefficient h i (j) (of the transversal filter). Since the number of taps is N), the total number increases by N or 2N steps. The signal repetition period is usually 125
Since it is μs, the processing time for one step is 10
When a high-speed general-purpose digital signal processor of 0 ns is used, the maximum processing calculation amount within a cycle is 1250 steps. For example, when N = 112, N-2N is 112-224. This value corresponds to 9 to 18% of the processable amount, and because of rounding processing, it cannot be processed by one processor, and it often occurs that multiple processors must be provided. This increases the cost of the echo canceller device.

又従来例のエコーキャンセラ装置に於いては、狭帯域信
号が端子RINに入力された場合、安定な動作を維持でき
ない問題があった。この場合の狭帯域信号は、単一周波
数の正弦波信号を示すものであり、この狭帯域信号が端
子RINに入力され、t=0でエコーキャンセラ装置の動
作をスタートさせたとすると、1秒以下の短時間で収束
してエコー成分は入力信号レベルに比べて−40dB以下
(規格では−30dB程度)の小さい値に減衰するか、徐々
に誤差が大きくなり、数分後には、エコー成分は−20dB
程度に大きくなる。
Further, in the echo canceller device of the conventional example, there is a problem that stable operation cannot be maintained when a narrow band signal is input to the terminal RIN. The narrow band signal in this case indicates a single frequency sine wave signal, and if this narrow band signal is input to the terminal RIN and the operation of the echo canceller device is started at t = 0, it is 1 second or less. Within a short time, the echo component attenuates to a small value of -40 dB or less (about -30 dB in the standard) compared to the input signal level, or the error gradually increases, and after a few minutes, the echo component becomes- 20 dB
Grows to a degree.

この為、四捨五入処理の中で、四捨五入を行わずに、切
り捨てを行う処理を実行する為の制御信号の発生機能を
設け、平均して20〜40周期に1回の切り捨てを行わせ
る。この場合、確率的に20〜40周期に1回ということ
で、乱数を発生させて、或る値以上の時は切り捨て処理
を行い、それ以外の時は四捨五入処理を行うものであ
る。このような処理の為に、約20ステップ程度のかなり
の演算量を必要とすることになる。
Therefore, in the rounding processing, a control signal generating function is provided for executing the rounding processing without rounding, and the rounding is performed once every 20 to 40 cycles on average. In this case, the probability is once every 20 to 40 cycles, so that a random number is generated, and when it is a certain value or more, the truncation processing is performed, and at other times, the rounding processing is performed. For such processing, a considerable amount of calculation of about 20 steps is required.

本発明は、前述のような四捨五入処理や狭帯域信号に対
する安定処理等の演算量の削減を図ることを目的とする
ものである。
An object of the present invention is to reduce the amount of calculation such as the above-mentioned rounding processing and stabilization processing for narrow band signals.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明のエコーキャンセラ装置は、動作の安定化並びに
演算量の削減を可能としたものであり、第1図を参照し
て説明する。
The echo canceller device of the present invention is capable of stabilizing the operation and reducing the amount of calculation, and will be described with reference to FIG.

適応的にその大きさを変更するエコー経路推定インパル
ス応答系列と、受信信号系列とから疑似エコー信号を出
力するトランスバーサルフィルタ等からなる疑似エコー
発生部1を備え、疑似エコー信号により実際のエコー成
分を打ち消すエコーキャンセラ装置に於いて、トランス
バーサルフィルタ構成の疑似エコー発生部1の入力信号
に一定の直流分を重畳する重畳手段2と、疑似エコー発
生部1の出力信号の直流分を遮断する直流遮断手段3
と、疑似エコー発生部1の出力信号の直流分の大きさに
基づいて加算定数及び乗算定数を設定する定数設定手段
4と、疑似エコー発生部1のフィルタ係数を複数のグル
ープに分割し、各グループ毎に定数設定手段4により設
定された加算定数の加算処理及び乗算定数の乗算処理を
順次行う処理手段5とを備えたものである。
An echo path estimation impulse response sequence whose size is adaptively changed, and a pseudo echo generation unit 1 including a transversal filter that outputs a pseudo echo signal from a received signal sequence are provided, and an actual echo component is generated by the pseudo echo signal. In an echo canceller device that cancels the noise, a superimposing means 2 for superimposing a constant DC component on the input signal of the pseudo echo generating unit 1 having a transversal filter configuration, and a DC component for cutting off the DC component of the output signal of the pseudo echo generating unit 1. Blocking means 3
A constant setting means 4 for setting an addition constant and a multiplication constant based on the magnitude of the DC component of the output signal of the pseudo echo generating section 1, and the filter coefficient of the pseudo echo generating section 1 are divided into a plurality of groups. The processing means 5 is provided for sequentially performing addition processing of addition constants and multiplication processing of multiplication constants set by the constant setting means 4 for each group.

〔作用〕[Action]

疑似エコー発生部1の入力信号に対して、重畳手段2に
より直流分を重畳することにより、係数修正で切り捨て
処理によって生じたフィルタ係数の誤差の大きさに比例
した直流分が発生する。この直流分の大きさに対応して
加算定数及び乗算定数を定数設定手段4に於いて設定す
る。又係数修正に於ける四捨五入処理の確率は1/2であ
り、平均的には1周期当り総てのフィルタ係数に対して
最大切り捨て量の1/2を加算すれば良いことになるか
ら、間欠的に、即ち、グループ毎に、加算定数の加算処
理及び乗算定数の乗算処理を行うことにより、毎周期総
てのフィルタ係数に対して実施していた四捨五入処理に
よる演算量を削減する。又狭帯域信号に対しては、フィ
ルタ係数に1より僅か小さい値に設定した乗算定数を乗
算することにより、フィルタ係数の絶対値が大きくなる
のを防止して、エコー減衰量を大きな値に維持すること
ができる。
By superimposing the DC component on the input signal of the pseudo echo generating section 1 by the superimposing means 2, a DC component proportional to the magnitude of the error of the filter coefficient generated by the truncation processing in the coefficient correction is generated. An addition constant and a multiplication constant are set in the constant setting means 4 in accordance with the magnitude of this DC component. Also, the probability of rounding processing in coefficient correction is 1/2, and on average it is sufficient to add 1/2 of the maximum truncation amount to all filter coefficients per cycle. Specifically, that is, by performing addition processing of addition constants and multiplication processing of multiplication constants for each group, it is possible to reduce the amount of calculation by rounding processing that has been performed on all filter coefficients in each cycle. For narrow band signals, the filter coefficient is multiplied by a multiplication constant set to a value slightly smaller than 1 to prevent the absolute value of the filter coefficient from increasing and maintain the echo attenuation amount to a large value. can do.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明の実施例のブロック図であり、11は疑似
エコー発生部、12は受信信号格納メモリ、13はエコー経
路推定インパルス応答格納メモリ、14は加算器、15は第
1の係数修正部、16は第2の係数修正部、17は高域フィ
ルタ、18は加算器、19は定数設定部、20は係数処理部、
21は直流分重畳部である。又RINは受信入力信号xjが加
えられる受信入力端子、ROUTは受信出力信号をハイブリ
ッド回路(図示せず)に加える受信出力端子、SINはハ
イブリッド回路(図示せず)からのエコー信号yj及び送
信入力信号が加えられる送信入力端子、SOUTはエコー成
分を打ち消した送信出力信号を出力する送信出力端子を
示し、以下それぞれ“端子”と省略する。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 11 is a pseudo echo generating section, 12 is a received signal storage memory, 13 is an echo path estimation impulse response storage memory, 14 is an adder, and 15 is a first coefficient. Correction unit, 16 is a second coefficient correction unit, 17 is a high-pass filter, 18 is an adder, 19 is a constant setting unit, 20 is a coefficient processing unit,
Reference numeral 21 is a DC component superimposing unit. Further, RIN is a reception input terminal to which the reception input signal x j is added, ROUT is a reception output terminal for adding the reception output signal to a hybrid circuit (not shown), and SIN is an echo signal y j from the hybrid circuit (not shown) and A transmission input terminal to which a transmission input signal is added, SOUT indicates a transmission output terminal that outputs a transmission output signal in which echo components are canceled, and will be hereinafter abbreviated as “terminal”.

疑似エコー発生部11と、受信信号格納メモリ12と、エコ
ー経路推定インパルス応答格納メモリ13と、加算器14
と、係数修正部15とは、従来例のエコーキャンセラ装置
の構成と類似しており、係数修正部15は、基本的には
(4)式の処理を行うものであるが、四捨五入処理を行
わない構成であって、従来例に於ける係数修正部65(第
7図参照)に比較して機能が簡単化されている。又第2
の係数修正部16は、高域フィルタ17と加算器18と定数設
定部19と係数処理部20とから構成され、高域フィルタ17
が第1図に於ける直流遮断手段3に対応し、加算器18と
定数設定部19とが定数設定手段4に対応し、係数処理部
20及び係数修正部15を含めて処理手段5に対応してい
る。又直流分重畳部21が重畳手段2に対応している。
Pseudo echo generator 11, received signal storage memory 12, echo path estimation impulse response storage memory 13, and adder 14
And the coefficient correction unit 15 are similar to the configuration of the echo canceller device of the conventional example, and the coefficient correction unit 15 basically performs the process of the equation (4), but performs the rounding process. The structure is not provided, and the function is simplified as compared with the coefficient correction unit 65 (see FIG. 7) in the conventional example. The second
The coefficient correction unit 16 of is composed of a high-pass filter 17, an adder 18, a constant setting unit 19, and a coefficient processing unit 20.
Corresponds to the DC cutoff means 3 in FIG. 1, the adder 18 and the constant setting section 19 correspond to the constant setting means 4, and the coefficient processing section
It corresponds to the processing means 5 including 20 and the coefficient correction unit 15. Further, the DC component superimposing section 21 corresponds to the superimposing means 2.

定数設定部19は、加算器18により求めた直流分yDCに対
応して、加算定数aと乗算定数とを設定して係数処理部
20に送出されるものである。又エコー経路推定インパル
ス応答格納メモリ13には、疑似エコー発生部11のタップ
数Nに対応して、フィルタ係数h0〜hN-1が格納される。
又直流分重畳部21に於いて、入力信号xjに定数fを加算
することにより直流分を重畳し、xj′として受信信号格
納メモリに格納される。
The constant setting unit 19 sets the addition constant a and the multiplication constant corresponding to the DC component y DC obtained by the adder 18, and sets the coefficient processing unit.
It will be sent to 20. The echo path estimation impulse response storage memory 13 stores filter coefficients h 0 to h N−1 corresponding to the number of taps N of the pseudo echo generating unit 11.
Further, in the DC component superimposing section 21, the DC component is superimposed by adding a constant f to the input signal x j , and stored as x j ′ in the received signal storage memory.

本発明に於いては、係数の切り捨て処理による誤差分を
検出し、その誤差分が一定量を越えた大きさになると、
フィルタ係数に定数を加算して誤差分を打ち消すもので
ある。この場合の誤差分は、周期毎に一定量であるとは
限らないので、その大きさを判定することが必要とな
り、その誤差分を疑似エコー発生分11の出力信号の直流
分として検出するものである。
In the present invention, when the error amount due to the coefficient truncation process is detected and the error amount exceeds a certain amount,
The error is canceled by adding a constant to the filter coefficient. Since the error component in this case is not always a fixed amount for each cycle, it is necessary to determine its magnitude, and the error component is detected as the DC component of the output signal of the pseudo echo generation component 11. Is.

又通話中に両者が同時に発生するダブルトーク状態の
時、或いは端子ROUT,SIN側の加入者のみが発生している
場合に於いて、端子SINにハイブリッド回路を介して送
信入力信号が加えられ、エコー信号yjと共に加算器14に
加えられるから、(1),(2),(3)式の処理を行
った時に、誤った方向に係数hi (j)が動くことになる。
これを防ぐ為に、α=1、即ち、Wj=0として、係数の
修正を停止するが、この場合に、(4)式でWj=0とお
けば判る通り、メモリからロードした係数hi (j)をその
まま次の係数hi (j+1)としてメモリにストアすることに
なり、切り捨て誤差は発生しない。
Also, in a double talk state where both occur simultaneously during a call, or when only the subscribers on the terminals ROUT and SIN are occurring, a transmission input signal is added to the terminal SIN via a hybrid circuit, Since it is added to the adder 14 together with the echo signal y j , the coefficient h i (j) moves in the wrong direction when the processing of the equations (1), (2) and (3) is performed.
In order to prevent this, the correction of the coefficient is stopped by setting α = 1, that is, W j = 0. In this case, the coefficient loaded from the memory can be understood as W j = 0 in the equation (4). Since h i (j) is stored as it is in the memory as the next coefficient h i (j + 1) , no truncation error occurs.

又本発明に於いては、第1の係数修正部15に於いて四捨
五入処理を行わない為、係数の修正が行われた時に、切
り捨て誤差によりフィルタ係数hi (j)は総て数直線上を
左方向に動くことになる。従って、理想的なフィルタ係
数をhi (j)とすると、実際のフィルタ係数Hi (j)は、 Hi (j)=hi (j)+d …(5) となる。なお、dは係数修正部15で四捨五入処理を行わ
ない為に生じたもので、負の値である。各係数によって
切り捨てと四捨五入との差は一様ではないから、dの値
は各係数によって異なったものとなる筈であるが、各周
期毎に総ての係数が係数修正処理を受け、四捨五入であ
れば、最下位ビットに1が加えられる筈のものが切り捨
てられる確率は1/2となり、累積的には総ての係数につ
いて一定値dとしても良いことになる。
Further, in the present invention, since the first coefficient correction unit 15 does not perform the rounding processing, when the coefficients are corrected, the filter coefficients h i (j) are all on the number line due to the truncation error. Will move to the left. Therefore, assuming that the ideal filter coefficient is h i (j) , the actual filter coefficient H i (j) is H i (j) = h i (j) + d (5). It should be noted that d is generated because the coefficient correction unit 15 does not perform the rounding processing, and is a negative value. Since the difference between rounding and rounding is not uniform depending on each coefficient, the value of d should be different depending on each coefficient, but all coefficients are subjected to coefficient correction processing in each cycle and rounded off. If so, the probability that one that should have 1 added to the least significant bit is truncated is halved, and cumulatively all the coefficients may be set to a constant value d.

又疑似エコー発生部11の入力信号xjは音声信号であり、
直流分は零であるが、通信システムによっては、音声信
号の伝送過程で直流分が重畳される場合がある。このよ
うな直流分が含まれていると、エコーの打ち消しが十分
に作用しないものとなるから、通常は、入力信号xj,yj
に対して図示を省略した高域フィルタを通すことにより
直流分を遮断している。従って、端子RINに加えられる
入力信号xjには直流分が含まれていないと考えて良いも
のであり、この入力信号xjに対して、前述のように、直
流分重畳部21に於いて定数fを加算する。これは、入力
信号xjに一定振幅レベルfの直流分を重畳することと等
価である。従って、(2)式は、 となる。
Further, the input signal x j of the pseudo echo generation unit 11 is a voice signal,
Although the direct current component is zero, the direct current component may be superimposed in the process of transmitting the audio signal depending on the communication system. If such a DC component is included, the echo canceling does not sufficiently act, and therefore the input signal x j , y j is usually used.
On the other hand, the direct current component is blocked by passing a high-pass filter (not shown). Therefore, it can be considered that the input signal x j applied to the terminal RIN does not include a DC component, and as described above, in the DC component superimposing unit 21 with respect to this input signal x j . Add the constant f. This is equivalent to superimposing a DC component having a constant amplitude level f on the input signal x j . Therefore, equation (2) is Becomes

実際のエコーは、ハイブリッドトランス等を経由して入
力されるから、直流分を含まないものとなり、そのイン
パルス応答の係数の和は零になり、従って、上式の右辺
の第3項は零になる。疑似エコー発生部11の出力信号
は、上式の第1項,第2項及び第4項の和になるが、疑
似エコー発生部11の次段の高域フィルタ17により、第4
項の直流分yDC=N・d・fはなくなり、第1項と第2
項のみとなる。
Since the actual echo is input via a hybrid transformer, etc., it does not include the direct current component, and the sum of the impulse response coefficients becomes zero. Therefore, the third term on the right side of the above equation becomes zero. Become. The output signal of the pseudo echo generating section 11 is the sum of the first term, the second term, and the fourth term of the above equation, but it is
The direct current component y DC = N · d · f disappears, and the first and second terms
Only terms.

又高域フィルタ17から加算器14へ加えられる信号は、上
式の第1項と第2項と比較すると、dの値は引込み後の
定常状態ではせいぜいフィルタ係数hiの最下位ビットに
近い値となるから、加算器14の入力としてみた場合、上
式の第2項は第1項に比較して充分小さく、従って、第
2項を無視でき、本来のエコー成分である第1項のみと
見做すことができる。
Also, the signal applied to the adder 14 from the high-pass filter 17 has a value of d which is at most close to the least significant bit of the filter coefficient h i in the steady state after pulling in, when compared with the first and second terms of the above equation. Since it is a value, the second term of the above equation is sufficiently smaller than the first term when viewed as the input of the adder 14, so that the second term can be ignored and only the first term, which is the original echo component, can be ignored. Can be considered.

一方、加算器18の出力信号は、高域フィルタ17の入出力
信号の差をとるから、直流分yDC=N・d・fのみとな
る。この直流分yDCは、係数hi (j)の切り捨て処理により
生じるずれ分であるdに比例したものとなる。又定数f
を負の値とすると、直流分yDCは逆極性の正の値とな
る。又疑似エコー発生部11の出力信号j′を、そのま
ま加算器14に加える疑似エコー信号jとすると、誤差
信号ejは、ej=yjj−yDCとなり、端子SOUTには負の
直流分が出力される。切り捨て処理により|d|の値は急
速に大きくなるから、第2の係数修正部16に於ける処理
を行わないと、誤差信号ejは数秒以内で負の最大レベル
に達する。そこで、本発明に於いては、疑似エコー発生
部11の出力信号j′を遮断周波数が数10Hzの高域フィ
ルタ17に加えて直流分を遮断する。直流分yDCは、加算
器18により高域フィルタ17の入出力信号の差として求め
ることができる。このフィルタ処理は毎周期実行する。
On the other hand, since the output signal of the adder 18 takes the difference between the input and output signals of the high-pass filter 17, only the DC component y DC = N · d · f. The direct current component y DC is proportional to d, which is a shift amount caused by the rounding down process of the coefficient h i (j) . Also constant f
If is a negative value, the DC component y DC is a positive value with opposite polarity. The output signal j 'of the pseudo echo generation unit 11, when the pseudo echo signal j which is added directly to the adder 14, the error signal e j is, e j = y j - j -y DC, and the negative of the terminal SOUT DC component is output. Since the value of | d | rapidly increases due to the truncation processing, the error signal e j reaches the maximum negative level within a few seconds unless the processing in the second coefficient correction unit 16 is performed. Therefore, in the present invention, the output signal j'of the pseudo echo generator 11 is added to the high-pass filter 17 having a cutoff frequency of several tens Hz to cut off the DC component. The direct current component y DC can be obtained by the adder 18 as the difference between the input and output signals of the high pass filter 17. This filtering process is executed every cycle.

第3図は本発明の一実施例のフローチャートであり、疑
似エコー発生部11の出力信号j′が第2の係数修正部1
6に入力され、高域フィルタ17へ入力されて、直流分
が遮断された疑似エコー信号jとなる。そして、加算
器18によりyDCj′−jの演算を行って、直流分
を検出する。
FIG. 3 is a flow chart of an embodiment of the present invention, in which the output signal j'of the pseudo echo generating section 11 is the second coefficient correcting section 1
It is input to 6 and is input to the high-pass filter 17 to become the pseudo echo signal j in which the DC component is cut off. Then, y DC = j 'by the adder 18 - carries out an operation of j, to detect the DC component.

次に現周期が大周期の第1番目の周期か否か判定する。
即ち、M周期に相当する時間を大周期とし、その大周期
の第1番目の周期であるか否か、周期をカウントするカ
ウンタの内容JがM−1であるか否か判定する。この
カウンタの機能は、第2の係数修正部16に設けることに
なるが、汎用ディジタル信号処理プロセッサを用いて構
成した場合には、容易に実現できる。そして、第1番目
の周期に於いては、予め設定した零又は零に近い定数で
ある閾値yTMと直流分yDCとを比較する。
Next, it is determined whether or not the current cycle is the first cycle of the large cycles.
That is, the time corresponding to the M cycle is set as a large cycle, and it is determined whether or not it is the first cycle of the large cycle and whether the content J of the counter for counting the cycle is M-1. The function of this counter is provided in the second coefficient correction unit 16, but can be easily realized when configured using a general-purpose digital signal processor. Then, in the first period, the threshold value y TM , which is a preset zero or a constant close to zero, is compared with the direct current component y DC .

ステップの判定に於いて、yDC<yTHの場合は、定数設
定部19により、a=0,b=1の加算定数a及び乗算定数
bの設定を行う。又yDC>yTHの場合は、a=k1,b=1
−k2(k1,k2は正の微少数)の定数設定を行う。前述
の定数設定は、f<0とした場合を示すもので、f>0
の場合は、ステップに於ける判断は逆となる。又ステ
ップ又はの次は、ステップに於いてカウント内容
Jを0とし、次のステップに移行する。
If y DC <y TH in the step determination, the constant setting unit 19 sets the addition constant a and the multiplication constant b of a = 0 and b = 1. When y DC > y TH , a = k 1 , b = 1
Set a constant of −k 2 (k 1 and k 2 are positive minute numbers). The above constant setting shows the case where f <0, and f> 0
In case of, the judgment in the step is reversed. In addition, after the step or, the count content J is set to 0 in the step, and the process proceeds to the next step.

第2番目以降第M番目の周期には、定数a,bの更新処理
は行わず、ステップに移行する。このステップに於
いては、定数aの加算と定数bの乗算とを係数処理部20
に於いて行う。即ち、 の処理を行うことになる。なお、i=JL,JL+1,・・・
(J+1)L−1であり、又N=MLである。即ち、L個
からなるグループ毎に順次処理を行うものである。そし
て、ステップに移行して、カウント内容Jを+1とす
る。前述のステップで演算する(7)式の中の定数a
の加算は、第1の係数修正部15に於ける処理、即ち、
(3)式の処理中で、四捨五入処理を省略したことによ
り、係数hi (j)が負方向に誤差を持つことになるのを修
正する為のものである。
In the second to Mth cycles, the constants a and b are not updated, and the process proceeds to step. In this step, the coefficient processing unit 20 performs addition of the constant a and multiplication of the constant b.
Will be done in. That is, Will be processed. Note that i = JL, JL + 1, ...
(J + 1) L-1 and N = ML. That is, the processing is sequentially performed for each of the L groups. Then, the process proceeds to step and the count content J is incremented by +1. The constant a in the expression (7) calculated in the above step
Is added by the processing in the first coefficient correction unit 15, that is,
This is to correct that the coefficient h i (j) has an error in the negative direction due to omission of the rounding processing in the processing of the equation (3).

又1より僅か小さい定数bの乗算は、狭帯域信号の入力
時にも大きなエコー減衰量を長時間にわたり維持して、
安定な動作を確保する為のものである。国際規格では、
1300Hzの正弦波信号が端子RINに入力された場合に、エ
コーキャンセラ装置の動作開始3分後に、減衰量が10dB
程度になっても良いとしている。これは、正弦波信号入
力の場合、トランスバーサルフィルタの係数の取り得る
値として、何種類も可能であり、しかも、それらの解は
連続した解である為、或る係数は大きく振動しながら正
の大きい値に、別の係数は大きく振動しながら負の大き
い値に向かうことになり、所謂発散現象が生じることが
原因である。これに対して、本発明に於いては、1より
も小さい定数bを乗算することにより、係数の絶対値が
大きくなることを防止できるから、安定度を大幅に向上
することができる。
Further, the multiplication of the constant b, which is slightly smaller than 1, maintains a large echo attenuation amount for a long time even when a narrowband signal is input,
This is to ensure stable operation. According to international standards,
When a 1300 Hz sine wave signal is input to the terminal RIN, the attenuation is 10 dB after 3 minutes from the start of the echo canceller operation.
It is okay to be around. This is because in the case of a sine wave signal input, there are many possible values for the coefficients of the transversal filter, and since the solutions are continuous solutions, certain coefficients vibrate greatly and are positive. To a large value, another coefficient vibrates greatly and tends toward a large negative value, which is a cause of a so-called divergence phenomenon. On the other hand, in the present invention, by multiplying by the constant b smaller than 1, it is possible to prevent the absolute value of the coefficient from increasing, so that the stability can be greatly improved.

前述の(7)式の処理は、周期毎には全体でN個のフィ
ルタ係数のうち、N/M=L個のフィルタ係数に対して実
施し、大周期であるM周期で全係数に対する係数修正を
完了すれば良いものであり、従って、ステップで示す
ように、現周期が大周期Mの中の何番目の周期であるか
をカウンタの内容Jにより判定する。例えば、N=112
の時、M=28とし、一周期には112個のフィルタ係数の
うち、L=112/28=4個のフィルタ係数にそれぞれ14を
加算する処理を行う。ここで、汎用ディジタル信号処理
プロセッサが取り扱う16ビットの固定小数点形の数字の
単小数を1としている。又a=14とする理由は、或るフ
ィルタ係数hiについての(7)式の処理は28周期に1回
のみ行われるので、28周期の係数修正部15で生じる誤差
の平均値に等しい14を加算するのが最適となるからであ
る。
The processing of the above formula (7) is performed for N / M = L filter coefficients out of N filter coefficients in total for each cycle, and the coefficient for all coefficients is M cycles, which is a large cycle. It suffices to complete the correction. Therefore, as shown in step, the content J of the counter determines whether the current cycle is the cycle of the large cycle M. For example, N = 112
At this time, M = 28 is set, and 14 is added to each of L = 112/28 = 4 filter coefficients out of 112 filter coefficients in one cycle. Here, the singular decimal number of the 16-bit fixed-point number handled by the general-purpose digital signal processor is 1. Further, the reason for setting a = 14 is that since the processing of the formula (7) for a certain filter coefficient h i is performed only once in 28 cycles, it is equal to the average value of the errors generated in the coefficient correction unit 15 for 28 cycles. This is because it is optimal to add

前述のように、本発明に於いては、個々のフィルタ係数
についてみると、例えば、28周期分の切り捨て処理によ
る誤差分を一度にまとめて補正している。又全係数同一
周期に補正するのではなく、一部宛、例えば、4個宛等
のグループ毎に順次補正している。このような一部宛の
処理により、トランスバーサルフィルタのフィルタ係数
の不完全さ、即ち、疑似エコー信号の波形が本当のエコ
ー信号の波形とは異なったものとなる可能性があるが、
実数レベルでa<10-3、1−b<10-3のオーダであるか
ら、殆どエコー減衰量の劣化が生じないものである。例
えば、通常のエコーキャンセラ装置では、30dB程度のエ
コー減衰量を要求されるが、従来例に於ける実力値とし
て40dB程度のエコー減衰量が得られており、本発明で
は、39dB程度のエコー減衰量となるから、僅かな劣化で
あり、要求値に比較しても充分なマージンが得られる減
衰量となる。
As described above, in the present invention, regarding each filter coefficient, for example, the error amount due to the truncation processing for 28 cycles is collectively corrected at one time. Further, not all coefficients are corrected to have the same cycle, but correction is sequentially performed for every group, for example, for four groups. Due to such processing for a part, the filter coefficient of the transversal filter may be incomplete, that is, the waveform of the pseudo echo signal may be different from the waveform of the true echo signal.
Since the order of a <10 -3 and 1-b <10 -3 at the real number level, the deterioration of the echo attenuation amount hardly occurs. For example, in a normal echo canceller device, an echo attenuation amount of about 30 dB is required, but an echo attenuation amount of about 40 dB is obtained as the actual value in the conventional example, and in the present invention, an echo attenuation amount of about 39 dB is obtained. Therefore, the amount of deterioration is slight, and the amount of attenuation is such that a sufficient margin can be obtained even when compared with the required value.

又入力信号xjに対する直流分重畳の処理は、入力信号xj
に対する高域フィルタ処理の最後に定数fの加算処理を
付加すれば良いことになり、2ステップで済むことにな
る。実際には、最小単位の1を差し引くだけで良いもの
である。
The process of DC component superimposed to the input signal x j is the input signal x j
It suffices to add the addition process of the constant f to the end of the high-pass filter process with respect to, and it will be sufficient in two steps. In practice, it is sufficient to subtract the minimum unit of 1.

又直流分検出には、高域フィルタ17と加算器18とを用い
る場合を示しているが、この場合、一次の高域フィルタ
処理と減算処理とを行えば良いので、例えば、次式に示
すものとなる。j =0.975(j′−j-1′) +0.95j-1 …(8) yDCj′−j …(9) 即ち、乗算2回と加減算3回とにより直流分yDCを得る
ことができる。この演算には9ステップ必要とする。又
前述のように、毎周期判定を行うものではなく、M周期
に1回のみ実施するから、カウンタの歩進やリセット等
の処理もあり、又定数a,bの設定を含めて12ステップと
なる。フィルタ係数の修正に関しては、定数aの加算と
定数bの乗算とは同時に処理できるので、1係数当り3
ステップで済むことになり、オーバヘッド分である6ス
テップを含めても4係数(1グループ)では18ステップ
で可能となる。従って、合計の演算量は41ステップとな
る。
Further, although the case where the high-pass filter 17 and the adder 18 are used for the DC component detection is shown, in this case, since the primary high-pass filter processing and the subtraction processing may be performed, for example, the following expression is used. Will be things. j = 0.975 (j '- j -1') +0.95 j-1 ... (8) y DC = j '- j ... (9) that is, obtain a DC component y DC by the two addition and subtraction 3 multiplications be able to. This calculation requires 9 steps. Further, as described above, the determination is not performed every cycle, but is performed only once in M cycles, so there are processes such as stepping or resetting the counter, and 12 steps including the setting of constants a and b. Become. As for the modification of the filter coefficient, the addition of the constant a and the multiplication of the constant b can be processed at the same time.
The number of steps is enough, and even if the overhead of 6 steps is included, 18 steps are possible with 4 coefficients (1 group). Therefore, the total calculation amount is 41 steps.

従来例のエコーキャンセラ装置に於いては、N=112の
場合、四捨五入の為に係数修正に関して、112〜224ステ
ップ、更に狭帯域信号に対する安定度確保の為に20ステ
ップの演算量を要するのに比較して、本発明に於いては
41ステップで済むことになるから、大幅に演算量を削減
することができる。又N=256のように、タップ数を増
加すると、本発明に於いては、(7)式の処理の数を増
加させるだけで良いので、更にその差は大きくなる。
In the echo canceller device of the conventional example, when N = 112, it takes 112 to 224 steps for coefficient correction for rounding, and 20 steps for securing stability for narrow band signals. In comparison, in the present invention,
Since 41 steps are required, the amount of calculation can be significantly reduced. Further, when the number of taps is increased such that N = 256, in the present invention, it is only necessary to increase the number of processes of the equation (7), so that the difference is further increased.

又125μs周期で取り込まれる音声信号に対して、1処
理100nsのディジタル信号処理プロセッサを用いて、本
発明によるエコーキャンセラ装置を構成した場合と、従
来例のエコーキャンセラ装置を構成した場合とについ
て、エコー成分の遅延時間、即ち、何タップまでの処理
ができるかを比較すると、本発明による場合、112タッ
プ即ち14ms(=112×0.125)までのエコーに対応でき
る。この場合、1250ステップの中、疑似エコー発生部を
構成するトランスバーサルフィルタの処理に112ステッ
プ、係数修正の処理に336ステップ、その他のパワー計
算,ダブルトーク判定、信号の入出力変換等の処理に78
0ステップとなった。これに対して、従来例による場合
は、98又は81タップ、即ち約12ms又は10msまでのエコー
に反応できることになる。この場合、1250ステップの
中、前述のその他の処理を相当するステップは760ステ
ップであり、従って、1250−760=490ステップを、1タ
ップ当りの処理に必要なステップ数の5〜6で割算する
ことになり、前述の98又は81タップとなる。
Further, with respect to an audio signal taken in at a cycle of 125 μs, the echo canceller device according to the present invention and the echo canceller device according to the conventional example are configured by using a digital signal processor of 100 ns per process. Comparing the delay time of the component, that is, how many taps can be processed, according to the present invention, 112 taps, that is, echoes of 14 ms (= 112 × 0.125) can be dealt with. In this case, of the 1250 steps, 112 steps are used for the processing of the transversal filter that constitutes the pseudo echo generator, 336 steps are used for the coefficient correction processing, and other processing such as power calculation, double talk determination, and signal input / output conversion is performed. 78
It became 0 steps. On the other hand, according to the conventional example, it is possible to respond to an echo of 98 or 81 taps, that is, up to about 12 ms or 10 ms. In this case, of the 1250 steps, the steps corresponding to the above-mentioned other processes are 760 steps, and therefore, 1250−760 = 490 steps are divided by 5 to 6 which is the number of steps required for processing per tap. This is the same as the above-mentioned 98 or 81 taps.

従って、本発明によれば、狭帯域信号に対しても安定な
動作を行うことが可能となると共に、従来例のエコーキ
ャンセラ装置に比較して、2割から4割も大きい遅延の
エコーに対する打ち消しを可能とすることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to perform a stable operation even for a narrow band signal, and to cancel an echo having a delay that is 20 to 40% larger than that of the echo canceller device of the conventional example. Can be possible.

第4図は本発明の他の実施例のフローチャートであり、
疑似エコー発生部11の出力信号j′が入力され、前述
の実施例の,のステップ等により直流分検出を行い
、次にカウンタの内容JがM−1か否か判定する。
即ち、大周期の1番目の周期であるか否かが判定する。
そして、1番目の周期の場合は、直流分yDCにαk1を乗
算して定数aとし、又αk2の絶対値を1から引算して定
数bとし、カウンタの内容Jを0とする。大周期の1
番目でない時は定数a,bの修正は行わずにステップに
移行する。
FIG. 4 is a flowchart of another embodiment of the present invention,
The output signal j'of the pseudo echo generator 11 is input, the DC component is detected by the steps of the above-mentioned embodiment, etc., and then it is determined whether the content J of the counter is M-1.
That is, it is determined whether or not it is the first cycle of the large cycle.
In the case of the first cycle, the DC component y DC is multiplied by αk 1 to obtain a constant a, the absolute value of αk 2 is subtracted from 1 to obtain a constant b, and the content J of the counter is set to 0. . 1 of the great cycle
If it is not the second, the constants a and b are not modified and the process proceeds to the step.

ステップ,は、前述の実施例に於けるステップ,
と同様である。この実施例に於いて、正の定数k1を適
切に選定することにより、切り捨てによる直流分yDC
負方向に大きくなると、aが負方向に大きくなり、係数
hiは正方向に修正され、直流分yDCが零に近づくように
制御される。又修正が行き過ぎて直流分yDCが正方向に
大きくなると、aも正の値となり、係数hiは負方向に修
正されて、直流分yDCが零に近づくように制御される。
従って、絶対値として極めて小さい直流分yDCの状態で
安定化する。
Step, is the step in the above-mentioned embodiment,
Is the same as. In this embodiment, by properly selecting the positive constant k 1 , when the DC component y DC due to the truncation increases in the negative direction, a increases in the negative direction and the coefficient
h i is corrected in the positive direction and controlled so that the DC component y DC approaches zero. When the correction is excessive and the DC component y DC increases in the positive direction, a also becomes a positive value, and the coefficient h i is corrected in the negative direction, and the DC component y DC is controlled so as to approach zero.
Therefore, it is stabilized in the state of the direct current component y DC which is extremely small in absolute value.

又、b=1−|k2α|に従って定数bを設定し、これを
係数に乗算することにより、常に係数hiは絶対値として
小さい方向に修正され、狭帯域信号に対しても安定に動
作することになる。又定数a,bをαの関数としているの
は、ダブルトークの状態で、係数の修正が行われない時
に、αは0になり、従って、a=0,b=1になるように
して、第2の係数修正部16に於いても係数修正が行われ
ないようにする為である。
Further, by setting the constant b according to b = 1- | k 2 α | and multiplying this by the coefficient, the coefficient h i is always corrected to a small value as an absolute value, and stable even for narrowband signals. It will work. Also, the constants a and b are used as a function of α. In the double-talk state, when the coefficient is not corrected, α becomes 0, so that a = 0 and b = 1 are set. This is to prevent the coefficient correction from being performed in the second coefficient correction unit 16 either.

第5図は本発明の更に他の実施例のフローチャートであ
り、ステップ,,,は、第4図に於けるステッ
プ,,,と同様である。この実施例に於いて
は、ステップでαが0か否か判定し、α=0の時、a
=0,b=1とし、α≠0の時、a=k1yDC,b=1−k2
する。そして、カウント内容Jを0とし、ステップ
の演算を行うものである。
FIG. 5 is a flow chart of still another embodiment of the present invention, and the steps, ... Are the same as the steps ,. In this embodiment, it is determined whether α is 0 in step, and when α = 0, a
= 0, b = 1, and when α ≠ 0, a = k 1 y DC , b = 1-k 2 . Then, the count content J is set to 0 and the step calculation is performed.

又直流分yDCの検出は、疑似エコー発生部11の出力信号
j′を低減フィルタに加えることにより行うことも可
能である。この場合は、低域フィルタの入出力信号の差
分をとることにより、加算器14に加える疑似エコー信号
jを求めることができる。
The DC component y DC is detected by the output signal of the pseudo echo generator 11.
It is also possible to add j ′ to the reduction filter. In this case, the pseudo echo signal added to the adder 14 is obtained by taking the difference between the input and output signals of the low pass filter.
You can ask for j .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明は、疑似エコー発生部1を
構成するトランスバーサルフィルタのフィルタ係数の修
正に於いて、四捨五入処理や定数の乗算処理等を、周期
毎に全フィルタ係数に対して実施しなくても良いので、
演算量を大幅に削減することが可能となり、従来例と同
様な処理能力のディジタル信号処理プロセッサを用いた
場合には、大きな遅延のエコーに対応できることにな
り、且つ狭帯域信号が入力された場合のエコー減衰量も
大きく維持できるから、エコーキャンセラ装置の特性を
向上することができる利点がある。
As described above, according to the present invention, in the correction of the filter coefficient of the transversal filter that constitutes the pseudo echo generating unit 1, the rounding processing, the constant multiplication processing, and the like are performed on all the filter coefficients for each cycle. You don't have to
When the digital signal processor with the same processing capacity as the conventional example is used, it is possible to cope with echoes with a large delay and when a narrow band signal is input. Since the echo attenuation amount can be maintained large, there is an advantage that the characteristics of the echo canceller device can be improved.

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

第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の実施例
のブロック図、第3図,第4図及び第5図は本発明のそ
れぞれ異なる実施例のフローチャート、第6図はエコー
経路の説明図、第7図は従来例の要部ブロック図、第8
図及び第9図は従来例のフローチャートである。 1は疑似エコー発生部、2は重畳手段、3は直流遮断手
段、4は定数設定手段、5は処理手段、11は疑似エコー
発生部、12は受信信号格納メモリ、13はエコー経路推定
インパルス応答格納メモリ、14は加算器、15は第1の係
数修正部、16は第2の係数修正部、17は高域フィルタ、
18は加算器、19は定数設定部、20は係数処理部、21は直
流分重畳部である。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 3, 4 and 5 are flow charts of different embodiments of the present invention, and FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of an echo path, FIG. 7 is a block diagram of a main part of a conventional example, and FIG.
9 and 9 are flowcharts of a conventional example. 1 is a pseudo echo generating unit, 2 is a superimposing unit, 3 is a DC blocking unit, 4 is a constant setting unit, 5 is a processing unit, 11 is a pseudo echo generating unit, 12 is a received signal storage memory, 13 is an echo path estimation impulse response. Storage memory, 14 is an adder, 15 is a first coefficient correction unit, 16 is a second coefficient correction unit, 17 is a high-pass filter,
18 is an adder, 19 is a constant setting unit, 20 is a coefficient processing unit, and 21 is a DC component superimposing unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】適応的にその大きさを変更するエコー経路
推定インパルス応答系列をフィルタ係数とし、受信信号
系列を入力して疑似エコー信号を出力する疑似エコー発
生部(1)を備え、前記疑似エコー信号により実際のエ
コー成分を打ち消すエコーキャンセラ装置に於いて、 前記疑似エコー発生部(1)への受信入力端子からの入
力信号に一定の直流分を重畳する重畳手段(2)と、 前記疑似エコー発生部(1)の出力信号の直流分を遮断
する直流遮断手段(3)と、 前記疑似エコー発生部(1)の出力信号の直流分の大き
さに基づいて、前記フィルタ係数に対する加算定数及び
乗算定数を設定する定数設定手段(4)と、 前記疑似エコー発生部(1)の前記フィルタ係数を複数
のグループに分割し、該グループ毎に前記定数設定手段
(4)により設定された加算定数の加算処理及び乗算定
数の乗算処理を1サンプル時間に順次行う処理手段
(5)とを備えた ことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
1. A pseudo echo generating section (1) for inputting a received signal sequence and outputting a pseudo echo signal, wherein an echo path estimation impulse response sequence whose size is adaptively changed is used as a filter coefficient. In an echo canceller device for canceling an actual echo component by an echo signal, a superimposing means (2) for superimposing a constant direct current component on an input signal from a reception input terminal to the pseudo echo generating section (1); DC cut-off means (3) for cutting off the DC component of the output signal of the echo generation unit (1), and an addition constant for the filter coefficient based on the magnitude of the DC component of the output signal of the pseudo echo generation unit (1). And constant setting means (4) for setting a multiplication constant, and the filter coefficient of the pseudo echo generating section (1) is divided into a plurality of groups, and the constant setting means (4) for each group. An echo canceller device comprising: a processing means (5) for sequentially performing addition processing of addition constants and multiplication processing of multiplication constants set in 4) in one sample time.
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