JPH08265223A - 適応フィルタ及びエコーキャンセラ - Google Patents
適応フィルタ及びエコーキャンセラInfo
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- JPH08265223A JPH08265223A JP7060909A JP6090995A JPH08265223A JP H08265223 A JPH08265223 A JP H08265223A JP 7060909 A JP7060909 A JP 7060909A JP 6090995 A JP6090995 A JP 6090995A JP H08265223 A JPH08265223 A JP H08265223A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
- H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
- H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
- H04B3/23—Reducing 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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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H21/00—Adaptive networks
- H03H21/0012—Digital adaptive filters
- H03H2021/007—Computation saving measures; Accelerating measures
- H03H2021/0076—Measures relating to the convergence time
- H03H2021/0078—Measures relating to the convergence time varying the step size
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- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タップ係数の収束速度を速くする適応フィル
タ。 【構成】 タップ係数ベクトルｈ（ｎ）から絶対値演算
器１５で各係数に対する絶対値が求められ乗算器１６に
与えられる。乗算器１６では各係数の絶対値からなるベ
クトルＡと定数βとが乗算され、乗算結果β・ベクトル
Ａが次の加算器１７に与えられる。定数βは、ステップ
サイズベクトルに必要な変化（変更）勾配を与えるため
の定数であるため、このβの大小によってステップサイ
ズベクトルの変化の度合い（ゲイン）を変えることがで
きる。加算器１７は、乗算器１６からの乗算結果β・ベ
クトルＡとベクトルρとを加算し、加算結果（ベクトル
ρ＋β・ベクトルＡ）をステップサイズベクトルα
（ｎ）として乗算器８に与えるものである。
タ。 【構成】 タップ係数ベクトルｈ（ｎ）から絶対値演算
器１５で各係数に対する絶対値が求められ乗算器１６に
与えられる。乗算器１６では各係数の絶対値からなるベ
クトルＡと定数βとが乗算され、乗算結果β・ベクトル
Ａが次の加算器１７に与えられる。定数βは、ステップ
サイズベクトルに必要な変化（変更）勾配を与えるため
の定数であるため、このβの大小によってステップサイ
ズベクトルの変化の度合い（ゲイン）を変えることがで
きる。加算器１７は、乗算器１６からの乗算結果β・ベ
クトルＡとベクトルρとを加算し、加算結果（ベクトル
ρ＋β・ベクトルＡ）をステップサイズベクトルα
（ｎ）として乗算器８に与えるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は適応フィルタ及びエコー
キャンセラに関し、タップ係数の更新に関するものであ
る。
キャンセラに関し、タップ係数の更新に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、音響エコーキャンセラや、回線用
エコーキャンセラなどは適応フィルタを使用して擬似エ
コーを生成し、エコーをキャンセルするための研究・開
発が行われている。
エコーキャンセラなどは適応フィルタを使用して擬似エ
コーを生成し、エコーをキャンセルするための研究・開
発が行われている。
【０００３】このようなエコーキャンセラの技術の文献
として、次のようなものがある。 文献１：電子情報通信学会技術研究報告：１９８９年４
月、ＥＡ８９−３、『エコーキャンセラの室内音場にお
ける適応特性改善について』、 文献２：電子情報通信学会技術研究報告：１９９２年８
月、ＥＡ９２−４８、『室内インパルス応答の統計的性
質に基づく指数重み付けＮＬＭＳ適応フィルタ』 文献３：特開平３０４４４４号公報『適応フィルタによ
る未知システム同定の方法及び装置』。
として、次のようなものがある。 文献１：電子情報通信学会技術研究報告：１９８９年４
月、ＥＡ８９−３、『エコーキャンセラの室内音場にお
ける適応特性改善について』、 文献２：電子情報通信学会技術研究報告：１９９２年８
月、ＥＡ９２−４８、『室内インパルス応答の統計的性
質に基づく指数重み付けＮＬＭＳ適応フィルタ』 文献３：特開平３０４４４４号公報『適応フィルタによ
る未知システム同定の方法及び装置』。
【０００４】これらの文献による音響エコーキャンセラ
では、一般にエコーキャンセルのための適応アルゴリズ
ムとして学習同定法が用いられることがある。
では、一般にエコーキャンセルのための適応アルゴリズ
ムとして学習同定法が用いられることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術で
は、室内のスピーカからマイクロフォンへのインパルス
応答が予め定まっているものとしている。しかしなが
ら、実際には部屋の大きさや、室内の状態や、壁の材質
や、更には、スピーカ、マイクロフォンなどの配置など
の条件によってインパルス応答は変化してくるのであ
る。このようなインパルス応答の変化に、従来の技術の
学習同定法では実用上充分に適応することができなかっ
た。
は、室内のスピーカからマイクロフォンへのインパルス
応答が予め定まっているものとしている。しかしなが
ら、実際には部屋の大きさや、室内の状態や、壁の材質
や、更には、スピーカ、マイクロフォンなどの配置など
の条件によってインパルス応答は変化してくるのであ
る。このようなインパルス応答の変化に、従来の技術の
学習同定法では実用上充分に適応することができなかっ
た。
【０００６】また、音響用エコーキャンセラにはある程
度適用可能でも、伝送路遅延とエコー信号とが併存する
ような回線用エコーキャンセラには有効ではない。例え
ば、回線エコーは観測する箇所（エコーキャンセラを搭
載する箇所）によって異なっているが、一般には実際の
エコーが存在する前に伝送路遅延が存在し、且つこの伝
送路遅延が回線の接続状態によって異なることが多いの
である。このため適応フィルタでこのようなエコーを抑
圧することは非常に困難であった。
度適用可能でも、伝送路遅延とエコー信号とが併存する
ような回線用エコーキャンセラには有効ではない。例え
ば、回線エコーは観測する箇所（エコーキャンセラを搭
載する箇所）によって異なっているが、一般には実際の
エコーが存在する前に伝送路遅延が存在し、且つこの伝
送路遅延が回線の接続状態によって異なることが多いの
である。このため適応フィルタでこのようなエコーを抑
圧することは非常に困難であった。
【０００７】更に、上述の文献３で示されているステッ
プサイズコントローラでは、タップ係数を俊敏に適応さ
せることはできず、エコー波形やエコー時間が変動した
場合に迅速にエコーキャンセルすることはできない。
プサイズコントローラでは、タップ係数を俊敏に適応さ
せることはできず、エコー波形やエコー時間が変動した
場合に迅速にエコーキャンセルすることはできない。
【０００８】以上のようなことから、音響用エコーキャ
ンセラ、回線用エコーキャンセラなどに適用して伝送路
遅延やエコー信号とが併存し、変動しても精度良く、し
かも速い収束速度でエコーキャンセルを行い得る適応フ
ィルタ及びエコーキャンセラの提供が要請されている。
ンセラ、回線用エコーキャンセラなどに適用して伝送路
遅延やエコー信号とが併存し、変動しても精度良く、し
かも速い収束速度でエコーキャンセルを行い得る適応フ
ィルタ及びエコーキャンセラの提供が要請されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、ＦＩ
Ｒ（Ｆｉｎｉｔ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：
巡回）型又はＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓ
ｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：非巡回）型のフィルタ構成で入
力信号に対して、複数のタップ係数を用いて、適応フィ
ルタリング処理を行う適応フィルタにおいて、以下の特
徴的な構成で上述の課題を解決するものである。
Ｒ（Ｆｉｎｉｔ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：
巡回）型又はＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓ
ｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：非巡回）型のフィルタ構成で入
力信号に対して、複数のタップ係数を用いて、適応フィ
ルタリング処理を行う適応フィルタにおいて、以下の特
徴的な構成で上述の課題を解決するものである。
【００１０】つまり、本発明の適応フィルタは、複数の
タップ係数に対するステップサイズの重み付けを、上記
複数のタップ係数値の絶対値からなるベクトルＡを求
め、このベクトルＡを用いて行い、重み付けられたステ
ップサイズによって新たな複数のタップ係数値を求めて
設定するタップ係数更新手段を備えたものである。
タップ係数に対するステップサイズの重み付けを、上記
複数のタップ係数値の絶対値からなるベクトルＡを求
め、このベクトルＡを用いて行い、重み付けられたステ
ップサイズによって新たな複数のタップ係数値を求めて
設定するタップ係数更新手段を備えたものである。
【００１１】また、本発明のエコーキャンセラは、上述
の適応フィルタを備えるものであって、信号送信又は信
号受信に基づくエコーを適応フィルタで推定し擬似エコ
ー信号を出力し、受信信号又は送信信号から上記擬似エ
コー信号を除去し、残差信号を出力する除去手段を備
え、上記適応フィルタは残差信号を用いて複数のタップ
係数値を更新し、擬似エコー信号を修正する構成であ
る。
の適応フィルタを備えるものであって、信号送信又は信
号受信に基づくエコーを適応フィルタで推定し擬似エコ
ー信号を出力し、受信信号又は送信信号から上記擬似エ
コー信号を除去し、残差信号を出力する除去手段を備
え、上記適応フィルタは残差信号を用いて複数のタップ
係数値を更新し、擬似エコー信号を修正する構成であ
る。
【００１２】
【作用】本発明の適応フィルタの構成によれば、タップ
係数の絶対値の大きさに比例してステップサイズを適応
的に変化させることができるので、精度良くタップ係数
の収束速度を速くすることができるのである。
係数の絶対値の大きさに比例してステップサイズを適応
的に変化させることができるので、精度良くタップ係数
の収束速度を速くすることができるのである。
【００１３】また、本発明のエコーキャンセラの構成に
よれば、タップ係数の収束速度を速くすることができる
ので、エコーの波形や時間に変動が起きても俊敏に係数
を更新してエコーキャンセルすることができるのであ
る。
よれば、タップ係数の収束速度を速くすることができる
ので、エコーの波形や時間に変動が起きても俊敏に係数
を更新してエコーキャンセルすることができるのであ
る。
【００１４】尚、例えば、回線用エコーキャンセラの場
合は、信号送信に基づく回線側からのエコーを除去する
ために適応フィルタで擬似エコー信号を推定する。一
方、音響用エコーキャンセラの場合は、信号受信によっ
て生じる音響出力が送信系統のマイクロフォンでエコー
として捕捉されるので、このエコーを除去するために適
応フィルタで擬似エコー信号を推定するものである。
合は、信号送信に基づく回線側からのエコーを除去する
ために適応フィルタで擬似エコー信号を推定する。一
方、音響用エコーキャンセラの場合は、信号受信によっ
て生じる音響出力が送信系統のマイクロフォンでエコー
として捕捉されるので、このエコーを除去するために適
応フィルタで擬似エコー信号を推定するものである。
【００１５】
【実施例】次に本発明の好適な一実施例を図面を用いて
説明する。図２は本発明の一実施例の音響エコーキャン
セラの概略構成図である。この図２において、音響エコ
ーキャンセラは、スピーカ１と、マイクロフォン２と、
適応フィルタ３と、減算器４とから構成されている。送
話音響はマイクロフォン２で捕捉されると、送話音響信
号ｙ（ｎ）として減算器４に与えられる。この送話音響
信号ｙ（ｎ）には、受信音響出力信号が反射物体などで
反射した反射音響信号５などもマイクロフォン２で捕捉
されているため、このような信号もエコー信号として含
まれている。受信信号ｘ（ｎ）は適応フィルタ３に与え
られると共に、スピーカ１に与えられ、受信信号が音響
出力されるのである。
説明する。図２は本発明の一実施例の音響エコーキャン
セラの概略構成図である。この図２において、音響エコ
ーキャンセラは、スピーカ１と、マイクロフォン２と、
適応フィルタ３と、減算器４とから構成されている。送
話音響はマイクロフォン２で捕捉されると、送話音響信
号ｙ（ｎ）として減算器４に与えられる。この送話音響
信号ｙ（ｎ）には、受信音響出力信号が反射物体などで
反射した反射音響信号５などもマイクロフォン２で捕捉
されているため、このような信号もエコー信号として含
まれている。受信信号ｘ（ｎ）は適応フィルタ３に与え
られると共に、スピーカ１に与えられ、受信信号が音響
出力されるのである。
【００１６】適応フィルタ３は、受信信号ｘ（ｎ）か
ら、減算器４出力のエコー残差信号ｅ（ｎ）を用いてフ
ィルタ係数の更新を行い、擬似エコー信号ｙ´（ｎ）を
生成して減算器４に与える。減算器４は送話音響信号ｙ
（ｎ）から擬似エコー信号ｙ´（ｎ）を除去し、エコー
残差信号ｅ（ｎ）を出力し、送信信号として送信すると
共に、適応フィルタ３にフィードバックして与えるもの
である。
ら、減算器４出力のエコー残差信号ｅ（ｎ）を用いてフ
ィルタ係数の更新を行い、擬似エコー信号ｙ´（ｎ）を
生成して減算器４に与える。減算器４は送話音響信号ｙ
（ｎ）から擬似エコー信号ｙ´（ｎ）を除去し、エコー
残差信号ｅ（ｎ）を出力し、送信信号として送信すると
共に、適応フィルタ３にフィードバックして与えるもの
である。
【００１７】適応フィルタ３の係数のステップサイズ
（修正係数）の重み付けは、タップ係数値の絶対値から
なるベクトルを使用して行うものである。係数の適応ア
ルゴリズは、次の式で表すことができる。
（修正係数）の重み付けは、タップ係数値の絶対値から
なるベクトルを使用して行うものである。係数の適応ア
ルゴリズは、次の式で表すことができる。
【００１８】 ベクトルｈ（ｎ＋１）＝ベクトルｈ（ｎ）＋ ｅ（ｎ）・ベクトルαＴ（ｎ）・ベクトルｘ（ｎ）／‖ベクトルｘ（ｎ）‖２ …（１） ベクトルα（ｎ）＝β・ベクトルＡ＋ベクトルρ 尚、ベクトルＡ＝｜ｈｊ（ｎ）｜ｊ＝０〜ｍ …（２） βはスカラ定数である。
【００１９】ベクトルｘ（ｎ）は、受信信号ベクトルで
ある。ベクトルｈｊ（ｎ）は適応フィルタ３のタップ係
数ベクトルである。‖ベクトルｘ（ｎ）‖２は、ベクト
ルｘ（ｎ）のユークリッドノルムの２乗である。ベクト
ルα（ｎ）は本発明の特徴を表すステップサイズベクト
ルである。
ある。ベクトルｈｊ（ｎ）は適応フィルタ３のタップ係
数ベクトルである。‖ベクトルｘ（ｎ）‖２は、ベクト
ルｘ（ｎ）のユークリッドノルムの２乗である。ベクト
ルα（ｎ）は本発明の特徴を表すステップサイズベクト
ルである。
【００２０】即ち、上述の式（１）、（２）から解るよ
うにステップサイズの重み付けを、それぞれのタップ係
数値ｈ０〜ｈｍの絶対値からなるベクトルＡによって適
応的に行うように構成するものである。
うにステップサイズの重み付けを、それぞれのタップ係
数値ｈ０〜ｈｍの絶対値からなるベクトルＡによって適
応的に行うように構成するものである。
【００２１】（適応フィルタ３の詳細な構成）： 図
３は適応フィルタ３の具体的な機能構成図である。この
図３において、適応フィルタ３は、ＦＩＲ型フィルタを
構成するために、単位遅延回路（Ｄ）２１〜２ｍと、タ
ップ係数レジスタ３１〜３ｍと、加算器１８と、タップ
係数更新回路２０とから構成されている。
３は適応フィルタ３の具体的な機能構成図である。この
図３において、適応フィルタ３は、ＦＩＲ型フィルタを
構成するために、単位遅延回路（Ｄ）２１〜２ｍと、タ
ップ係数レジスタ３１〜３ｍと、加算器１８と、タップ
係数更新回路２０とから構成されている。
【００２２】受信信号ｘ（ｎ）は単位遅延回路２１に与
えられると共に、タップ係数レジスタ３１に与えられ
る。単位遅延回路２１に与えられた受信信号ｘ（ｎ）
は、単位時間遅延されるごとに次の単位遅延回路２２〜
２ｍに順番に与えられる。単位遅延回路２１から遅延出
力された受信信号ｘ（ｎ−１）はタップ係数レジスタ３
２に与えられると共に、次の単位遅延回路２２に与えら
れる。単位遅延回路２２に与えられた受信信号ｘ（ｎ−
１）は単位時間遅延後に受信信号ｘ（ｎ−２）としてタ
ップ係数レジスタ３３に与えられると共に、次の単位遅
延回路２３に与えられる。このようにして、単位遅延回
路２ｍから出力される遅延受信信号ｘ（ｎ−ｍ）は、タ
ップ係数レジスタ３ｍに与えられる。
えられると共に、タップ係数レジスタ３１に与えられ
る。単位遅延回路２１に与えられた受信信号ｘ（ｎ）
は、単位時間遅延されるごとに次の単位遅延回路２２〜
２ｍに順番に与えられる。単位遅延回路２１から遅延出
力された受信信号ｘ（ｎ−１）はタップ係数レジスタ３
２に与えられると共に、次の単位遅延回路２２に与えら
れる。単位遅延回路２２に与えられた受信信号ｘ（ｎ−
１）は単位時間遅延後に受信信号ｘ（ｎ−２）としてタ
ップ係数レジスタ３３に与えられると共に、次の単位遅
延回路２３に与えられる。このようにして、単位遅延回
路２ｍから出力される遅延受信信号ｘ（ｎ−ｍ）は、タ
ップ係数レジスタ３ｍに与えられる。
【００２３】タップ係数更新回路２０は、エコー残差信
号ｅ（ｎ）と受信信号ｘ（ｎ）とから新たなタップ係数
ｈ０〜ｈｍを求め、タップ係数レジスタ３１〜３ｍに与
えるものである。このタップ係数の更新は、上述した式
（１）、式（２）のアルゴリズムに基づき更新を行うも
のである。
号ｅ（ｎ）と受信信号ｘ（ｎ）とから新たなタップ係数
ｈ０〜ｈｍを求め、タップ係数レジスタ３１〜３ｍに与
えるものである。このタップ係数の更新は、上述した式
（１）、式（２）のアルゴリズムに基づき更新を行うも
のである。
【００２４】タップ係数レジスタ３１〜３ｍは、タップ
係数更新回路２０から与えられる更新後のタップ係数ｈ
０〜ｈｍを設定し、受信信号ｘ（ｎ）〜ｘ（ｎ−ｍ）と
乗算して、それぞれのタップ係数に対する乗算結果を加
算器１８に与えるものである。加算器１８はタップ係数
レジスタ３１〜３ｍからの乗算結果を加算して、この加
算結果を新たな擬似エコー信号ｙ´（ｎ）として減算器
４に与えるものである。
係数更新回路２０から与えられる更新後のタップ係数ｈ
０〜ｈｍを設定し、受信信号ｘ（ｎ）〜ｘ（ｎ−ｍ）と
乗算して、それぞれのタップ係数に対する乗算結果を加
算器１８に与えるものである。加算器１８はタップ係数
レジスタ３１〜３ｍからの乗算結果を加算して、この加
算結果を新たな擬似エコー信号ｙ´（ｎ）として減算器
４に与えるものである。
【００２５】（タップ係数更新回路２０の具体的な構
成）： 図１は本発明において特徴的な構成のタップ
係数更新回路２０の具体的な機能構成図である。この図
１において、タップ係数更新回路２０は、乗算器７、
８、９、１６と、除算器１０と、加算器１１、１７と、
単位遅延回路（Ｚ−１）１２と、絶対値演算器１５とか
ら構成されている。このような構成で、タップ係数更新
回路２０は、上述の式（１）、（２）に示すようなアル
ゴリズムでタップ係数更新を、タップ係数ｈ０〜ｈｍの
それぞれのステップサイズベクトルの重み付けを、係数
値そのもので行なうように構成したものである。
成）： 図１は本発明において特徴的な構成のタップ
係数更新回路２０の具体的な機能構成図である。この図
１において、タップ係数更新回路２０は、乗算器７、
８、９、１６と、除算器１０と、加算器１１、１７と、
単位遅延回路（Ｚ−１）１２と、絶対値演算器１５とか
ら構成されている。このような構成で、タップ係数更新
回路２０は、上述の式（１）、（２）に示すようなアル
ゴリズムでタップ係数更新を、タップ係数ｈ０〜ｈｍの
それぞれのステップサイズベクトルの重み付けを、係数
値そのもので行なうように構成したものである。
【００２６】エコー残差信号ｅ（ｎ）は乗算器７に与え
られ、ここで受信信号ベクトルＸ（ｎ）と乗算され、乗
算結果ｅ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ）が次の乗算器８に与
えられる。一方、タップ係数ベクトルｈ（ｎ）は絶対値
演算器１５で各係数に対する絶対値からなるベクトルＡ
が求められ、乗算器１６に与えられる。この乗算器１６
では各係数に対する絶対値からなるベクトルＡとスカラ
定数βとが乗算され、乗算結果β・ベクトルＡ（ベクト
ルＡ＝｜ｈｊ（ｎ）｜ｊ＝０〜ｍ）が次の加算器１７に
与えられる。尚、このスカラ定数βは、ステップサイズ
に必要な変化（変更）勾配を与えるための定数であるた
め、このβの大小によってステップサイズの変化の度合
い（ゲイン）を変えることができるのである。
られ、ここで受信信号ベクトルＸ（ｎ）と乗算され、乗
算結果ｅ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ）が次の乗算器８に与
えられる。一方、タップ係数ベクトルｈ（ｎ）は絶対値
演算器１５で各係数に対する絶対値からなるベクトルＡ
が求められ、乗算器１６に与えられる。この乗算器１６
では各係数に対する絶対値からなるベクトルＡとスカラ
定数βとが乗算され、乗算結果β・ベクトルＡ（ベクト
ルＡ＝｜ｈｊ（ｎ）｜ｊ＝０〜ｍ）が次の加算器１７に
与えられる。尚、このスカラ定数βは、ステップサイズ
に必要な変化（変更）勾配を与えるための定数であるた
め、このβの大小によってステップサイズの変化の度合
い（ゲイン）を変えることができるのである。
【００２７】この加算器１７は、乗算器１６からの乗算
結果β・ベクトルＡとベクトルρとを加算し、加算結果
（ベクトルρ＋β・ベクトルＡ）をステップサイズベク
トルαとして乗算器８に与えるものである。尚、ベクト
ルρは、初期状態から動作開始時のステップサイズベク
トルαを決めるものであり、適応フィルタ３の動作開始
時のエコー除去性能を決めるものである。また、ステッ
プサイズベクトルα（ｎ）の重み付けを、それぞれのタ
ップ係数ｈ（ｎ）の絶対値によって適応的に行うもので
ある。
結果β・ベクトルＡとベクトルρとを加算し、加算結果
（ベクトルρ＋β・ベクトルＡ）をステップサイズベク
トルαとして乗算器８に与えるものである。尚、ベクト
ルρは、初期状態から動作開始時のステップサイズベク
トルαを決めるものであり、適応フィルタ３の動作開始
時のエコー除去性能を決めるものである。また、ステッ
プサイズベクトルα（ｎ）の重み付けを、それぞれのタ
ップ係数ｈ（ｎ）の絶対値によって適応的に行うもので
ある。
【００２８】乗算器８は乗算器７からの乗算結果ｅ
（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ）と、ステップサイズベクトル
α（ｎ）との乗算を行い、乗算結果（ｅ（ｎ）・ベクト
ルαＴ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ））を次の除算器１０に
与えるものである。一方、乗算器９は受信信号ベクトル
ｘ（ｎ）を２乗して、ベクトルｘ（ｎ）のユークリッド
ノルムの２乗である‖ベクトルｘ（ｎ）‖２を得て、除
算器１０に与えるものである。
（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ）と、ステップサイズベクトル
α（ｎ）との乗算を行い、乗算結果（ｅ（ｎ）・ベクト
ルαＴ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ））を次の除算器１０に
与えるものである。一方、乗算器９は受信信号ベクトル
ｘ（ｎ）を２乗して、ベクトルｘ（ｎ）のユークリッド
ノルムの２乗である‖ベクトルｘ（ｎ）‖２を得て、除
算器１０に与えるものである。
【００２９】除算器１０は、乗算器８からの乗算結果
（ｅ（ｎ）・ベクトルαＴ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ））
をユークリッドノルムの２乗である‖ベクトルｘ（ｎ）
‖２で除算して、この除算結果（ｅ（ｎ）・ベクトルα
Ｔ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ）／‖ベクトルｘ（ｎ）
‖２）を加算器１１に与えるものである。この加算器１
１は、除算結果（ｅ（ｎ）・ベクトルαＴ（ｎ）・ベク
トルＸ（ｎ）／‖ベクトルｘ（ｎ）‖２）とタップ係数
ベクトルｈ（ｎ）とを加算して、次のサンプリング時刻
（ｎ＋１）のタップ係数ベクトルｈ（ｎ＋１）を求めて
単位遅延回路１２に与えると共に、タップ係数レジスタ
３１〜３ｍに設定するものである。
（ｅ（ｎ）・ベクトルαＴ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ））
をユークリッドノルムの２乗である‖ベクトルｘ（ｎ）
‖２で除算して、この除算結果（ｅ（ｎ）・ベクトルα
Ｔ（ｎ）・ベクトルＸ（ｎ）／‖ベクトルｘ（ｎ）
‖２）を加算器１１に与えるものである。この加算器１
１は、除算結果（ｅ（ｎ）・ベクトルαＴ（ｎ）・ベク
トルＸ（ｎ）／‖ベクトルｘ（ｎ）‖２）とタップ係数
ベクトルｈ（ｎ）とを加算して、次のサンプリング時刻
（ｎ＋１）のタップ係数ベクトルｈ（ｎ＋１）を求めて
単位遅延回路１２に与えると共に、タップ係数レジスタ
３１〜３ｍに設定するものである。
【００３０】（動作）： 本実施例の音響エコーキャ
ンセラは、初期状態では、適応フィルタ３のタップ係数
レジスタ３１〜３ｍのタップ係数ｈ０〜ｈｍは０である
ため、ステップサイズベクトルα（ｎ）＝ベクトルρ
で、学習同定法によって適応フィルタ処理の動作を開始
する。次に送話信号ｙ（ｎ）と受信信号ｘ（ｎ）の存在
によってタップ係数ｈ０〜ｈｍの更新の処理がタップ係
数更新回路２０で行われ、音響エコーが存在する部分の
タップ係数の更新が上述の式（１）、（２）の適応アル
ゴリズムに従って徐々に大きくなり、これに対応してス
テップサイズベクトルα（ｎ）も大きくなる。このステ
ップサイズベクトルα（ｎ）のβを比較的大きくするこ
とで更新量を大きくすることもできるのである。
ンセラは、初期状態では、適応フィルタ３のタップ係数
レジスタ３１〜３ｍのタップ係数ｈ０〜ｈｍは０である
ため、ステップサイズベクトルα（ｎ）＝ベクトルρ
で、学習同定法によって適応フィルタ処理の動作を開始
する。次に送話信号ｙ（ｎ）と受信信号ｘ（ｎ）の存在
によってタップ係数ｈ０〜ｈｍの更新の処理がタップ係
数更新回路２０で行われ、音響エコーが存在する部分の
タップ係数の更新が上述の式（１）、（２）の適応アル
ゴリズムに従って徐々に大きくなり、これに対応してス
テップサイズベクトルα（ｎ）も大きくなる。このステ
ップサイズベクトルα（ｎ）のβを比較的大きくするこ
とで更新量を大きくすることもできるのである。
【００３１】このようにしてタップ係数レジスタ３１〜
３ｍに設定されるタップ係数の修正（更新）速度が従来
よりも速く行われるようになり、更新されたタップ係数
ｈ０〜ｈｍによって受信信号ｘ（ｎ）〜ｘ（ｎ−ｍ）と
の畳み込み積分（コンボリューション）によって加算器
１８から迅速に最適な擬似エコー信号ｙ´（ｎ）を生成
して減算器４に与え、送話信号から除去することができ
るのである。
３ｍに設定されるタップ係数の修正（更新）速度が従来
よりも速く行われるようになり、更新されたタップ係数
ｈ０〜ｈｍによって受信信号ｘ（ｎ）〜ｘ（ｎ−ｍ）と
の畳み込み積分（コンボリューション）によって加算器
１８から迅速に最適な擬似エコー信号ｙ´（ｎ）を生成
して減算器４に与え、送話信号から除去することができ
るのである。
【００３２】一方、エコーが存在しない部分（期間）に
おいては、タップ係数が０に近い値に止まるので、ステ
ップサイズベクトルα（ｎ）はベクトルρに近い値とな
る。従って、このベクトルρは小さい値に設定しておく
ことが好ましい。
おいては、タップ係数が０に近い値に止まるので、ステ
ップサイズベクトルα（ｎ）はベクトルρに近い値とな
る。従って、このベクトルρは小さい値に設定しておく
ことが好ましい。
【００３３】（実施例の効果）： 以上の実施例の適
応フィルタ３によれば、音響条件が異なる室内において
も、使用する部屋の条件に応じて適応フィルタ３のタッ
プ係数ｈ０〜ｈｍの大きさに比例して、式（２）に示し
たようにステップサイズベクトルα（ｎ）＝ベクトルρ
＋β・ベクトルＡを適応的に変えることができるので、
従来の学習同定法によるタップ係数更新に比べて大幅に
速く行うことができる。しかも、直前のタップ係数の絶
対値によって構成されたベクトルを用いて次の時間のタ
ップ係数を求めるので、精度良くステップサイズベクト
ルを求め最適なタップ係数を求めることができる。よっ
て上述の音響用エコーキャンセラの場合、エコー残差信
号の収束速度を俊敏にさせることができるのである。更
に、音響路のインパルス応答の変化があっても十分に対
応することができる。
応フィルタ３によれば、音響条件が異なる室内において
も、使用する部屋の条件に応じて適応フィルタ３のタッ
プ係数ｈ０〜ｈｍの大きさに比例して、式（２）に示し
たようにステップサイズベクトルα（ｎ）＝ベクトルρ
＋β・ベクトルＡを適応的に変えることができるので、
従来の学習同定法によるタップ係数更新に比べて大幅に
速く行うことができる。しかも、直前のタップ係数の絶
対値によって構成されたベクトルを用いて次の時間のタ
ップ係数を求めるので、精度良くステップサイズベクト
ルを求め最適なタップ係数を求めることができる。よっ
て上述の音響用エコーキャンセラの場合、エコー残差信
号の収束速度を俊敏にさせることができるのである。更
に、音響路のインパルス応答の変化があっても十分に対
応することができる。
【００３４】また、図４のように伝送路遅延と実際のエ
コーとが併存する回線用エコーキャンセラにおいても、
エコーが存在しない部分のタップ係数は０に近い値に止
まるの、ステップサイズベクトルα（ｎ）はベクトルρ
に近い値のままでよく、更に上述と同じ様な効果を得
て、エコー残差信号の収束速度を速くすることができる
のである。
コーとが併存する回線用エコーキャンセラにおいても、
エコーが存在しない部分のタップ係数は０に近い値に止
まるの、ステップサイズベクトルα（ｎ）はベクトルρ
に近い値のままでよく、更に上述と同じ様な効果を得
て、エコー残差信号の収束速度を速くすることができる
のである。
【００３５】（他の実施例）： （１）尚、以上の実
施例においては、適応フィルタ３を音響エコーキャンセ
ラ、回線用エコーキャンセラへの適用について説明した
が、他に、ノイズキャンセラや、モデムなどと一緒に使
用されるデータ系のエコーキャンセラにも適用すること
ができる。他に、ＴＶ会議装置や、音声会議装置などに
も適用して効果的である。
施例においては、適応フィルタ３を音響エコーキャンセ
ラ、回線用エコーキャンセラへの適用について説明した
が、他に、ノイズキャンセラや、モデムなどと一緒に使
用されるデータ系のエコーキャンセラにも適用すること
ができる。他に、ＴＶ会議装置や、音声会議装置などに
も適用して効果的である。
【００３６】（２）また、適応フィルタ３のタップの段
数を、音響用エコーキャンセラの場合は回線エコーに比
べてエコーの時間が長いため、多くすることが好まし
い。
数を、音響用エコーキャンセラの場合は回線エコーに比
べてエコーの時間が長いため、多くすることが好まし
い。
【００３７】（３）更に、適応フィルタ３の構成は、Ｆ
ＩＲ型だけでなく、ＩＩＲ型や、ＦＩＲ型とＩＩＲ型と
の複合型にも適用することができる。
ＩＲ型だけでなく、ＩＩＲ型や、ＦＩＲ型とＩＩＲ型と
の複合型にも適用することができる。
【００３８】（４）更にまた、学習同定法の他、ＬＭＳ
（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ：最小自乗平
均）法や、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ
Ｓｑｕａｒｅ）法などを使用することもできる。
（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ：最小自乗平
均）法や、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ
Ｓｑｕａｒｅ）法などを使用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、複数の
タップ係数に対するステップサイズの重み付けは、上記
複数のタップ係数値の絶対値からなるベクトルＡを求
め、このベクトルＡを用いて行い、重み付けられたステ
ップサイズによって新たな複数のタップ係数値を求めて
設定するタップ係数更新手段を備えたことで、最適なタ
ップ係数を速い収束速度で生成する適応フィルタを実現
することができる。
タップ係数に対するステップサイズの重み付けは、上記
複数のタップ係数値の絶対値からなるベクトルＡを求
め、このベクトルＡを用いて行い、重み付けられたステ
ップサイズによって新たな複数のタップ係数値を求めて
設定するタップ係数更新手段を備えたことで、最適なタ
ップ係数を速い収束速度で生成する適応フィルタを実現
することができる。
【００４０】また、このような構成の適応フィルタをエ
コーキャンセラに適用することで、エコーの波形や時間
に変動が起きても俊敏に係数を更新してエコーキャンセ
ルすることができる。
コーキャンセラに適用することで、エコーの波形や時間
に変動が起きても俊敏に係数を更新してエコーキャンセ
ルすることができる。
【図１】本発明の一実施例の音響エコーキャンセラの適
応フィルタのタップ係数更新回路の機能構成図である。
応フィルタのタップ係数更新回路の機能構成図である。
【図２】本実施例の音響エコーキャンセラの機能構成図
である。
である。
【図３】本実施例の適応フィルタの機能構成図である。
【図４】本実施例における伝送遅延とエコーとが併存す
る場合の説明図である。
る場合の説明図である。
１…スピーカ、２…マイクロフォン、３…適応フィル
タ、４…減算器、７〜９、１６…乗算器、１０…除算
器、１１、１７、１８…加算器、１２、２１〜２ｍ…単
位遅延回路（Ｚ−１）（Ｄ）、１５…絶対値演算器、２
０…タップ係数更新回路、３１〜３ｍ…タップ係数レジ
スタ、ｅ（ｎ）…エコー残差信号、ｈ０〜ｈｍ…タップ
係数、ｘ（ｎ）…受信信号、ｙ（ｎ）…送話信号、ｙ´
（ｎ）…擬似エコー信号、α（ｎ）…ステップサイズ。
タ、４…減算器、７〜９、１６…乗算器、１０…除算
器、１１、１７、１８…加算器、１２、２１〜２ｍ…単
位遅延回路（Ｚ−１）（Ｄ）、１５…絶対値演算器、２
０…タップ係数更新回路、３１〜３ｍ…タップ係数レジ
スタ、ｅ（ｎ）…エコー残差信号、ｈ０〜ｈｍ…タップ
係数、ｘ（ｎ）…受信信号、ｙ（ｎ）…送話信号、ｙ´
（ｎ）…擬似エコー信号、α（ｎ）…ステップサイズ。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＦＩＲ型又はＩＩＲ型のフィルタ構成で
入力信号に対して、複数のタップ係数を用いて、適応フ
ィルタリング処理を行う適応フィルタにおいて、 上記複数のタップ係数に対するステップサイズの重み付
けは、上記複数のタップ係数値の絶対値からなるベクト
ルＡを求め、このベクトルＡを用いて行い、重み付けら
れたステップサイズによって新たな複数のタップ係数値
を求めて設定するタップ係数更新手段を備えたことを特
徴とする適応フィルタ。 - 【請求項２】 上記タップ係数更新手段は、 上記複数のタップ係数値の絶対値からなるベクトルＡに
対して、ステップサイズ更新の割合を決める定数βを乗
算をして、この乗算結果値Ａ・βからステップサイズの
重み付けを行う構成であることを特徴とする請求項１記
載の適応フィルタ。 - 【請求項３】 上記タップ係数更新手段は、 上記ベクトルＡ又は上記乗算結果値Ａ・βに対して、動
作開始時の最初のステップサイズを重み付けするための
ベクトルρを加算して、この加算結果からステップサイ
ズの重み付けを行う構成であることを特徴とする請求項
１又は２記載の適応フィルタ。 - 【請求項４】 上記請求項１〜３のいずれかに記載の適
応フィルタを備えたエコーキャンセラであって、 信号送信又は信号受信に基づくエコーを適応フィルタで
推定し擬似エコー信号を出力し、 上記擬似エコー信号を用いて、受信信号又は送信信号か
らエコー信号を除去し、残差信号を出力する除去手段を
備え、 上記適応フィルタは残差信号を用いて複数のタップ係数
値を更新し、擬似エコー信号を修正する構成であること
を特徴とするエコーキャンセラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06090995A JP3359460B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 適応フィルタ及びエコーキャンセラ |
| US08/616,962 US5638439A (en) | 1995-03-20 | 1996-03-15 | Adaptive filter and echo canceller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06090995A JP3359460B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 適応フィルタ及びエコーキャンセラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265223A true JPH08265223A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3359460B2 JP3359460B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=13155979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06090995A Expired - Fee Related JP3359460B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 適応フィルタ及びエコーキャンセラ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5638439A (ja) |
| JP (1) | JP3359460B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6449586B1 (en) | 1997-08-01 | 2002-09-10 | Nec Corporation | Control method of adaptive array and adaptive array apparatus |
| JP2009081851A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Toa Corp | 未知系の同定方法 |
| JP2015233279A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | アップル インコーポレイテッド | Ｆｄｄ受信機における３次歪の相互変調のキャンセル |
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| DE19543666A1 (de) * | 1995-11-23 | 1997-05-28 | Sel Alcatel Ag | Echokompensator |
| US5777913A (en) * | 1995-12-27 | 1998-07-07 | Ericsson Inc. | Resolution enhancement of fixed point digital filters |
| US5721782A (en) * | 1996-03-25 | 1998-02-24 | Motorola, Inc. | Partitioned echo canceler utilizing decimation echo location |
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-
1995
- 1995-03-20 JP JP06090995A patent/JP3359460B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-15 US US08/616,962 patent/US5638439A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| US5638439A (en) | 1997-06-10 |
| JP3359460B2 (ja) | 2002-12-24 |
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