JPH1093482A - エコーキャンセラ - Google Patents
エコーキャンセラInfo
- Publication number
- JPH1093482A JPH1093482A JP24022096A JP24022096A JPH1093482A JP H1093482 A JPH1093482 A JP H1093482A JP 24022096 A JP24022096 A JP 24022096A JP 24022096 A JP24022096 A JP 24022096A JP H1093482 A JPH1093482 A JP H1093482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- echo
- taps
- adaptive filter
- internal state
- input signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 適応動作の初期化時における演算量を削減す
る。タップ係数をより速くエコーパスの伝達特性に収束
させる。 【解決手段】 近端及び遠端の入力信号と、内部状態量
とからエコーパスの伝達特性を推定した後、疑似エコー
信号を生成する適応フィルタ部と、エコーパスの伝達特
性を逐次的に推定するために必要な、タップ数に応じて
定まる要素数を有する上記内部状態量を初期化し、タッ
プ数の増大に応じて内部状態量の要素数を逐次拡大しつ
つ内部状態量を更新する内部状態更新部とを有する。ま
た、当該エコーキャンセラを初期化するか否かを判断
し、初期化する場合に、タップ数を初期値に設定し、そ
の後タップ数を逐次拡大し、予め設定された数にタップ
数が達した後はその値を一定に保ち、このように変化す
るタップ数を内部状態更新部及び適応フィルタ部へ出力
するブロックサイズ制御部と、近端入力信号から疑似エ
コー信号を減算する加算器とを有する。
る。タップ係数をより速くエコーパスの伝達特性に収束
させる。 【解決手段】 近端及び遠端の入力信号と、内部状態量
とからエコーパスの伝達特性を推定した後、疑似エコー
信号を生成する適応フィルタ部と、エコーパスの伝達特
性を逐次的に推定するために必要な、タップ数に応じて
定まる要素数を有する上記内部状態量を初期化し、タッ
プ数の増大に応じて内部状態量の要素数を逐次拡大しつ
つ内部状態量を更新する内部状態更新部とを有する。ま
た、当該エコーキャンセラを初期化するか否かを判断
し、初期化する場合に、タップ数を初期値に設定し、そ
の後タップ数を逐次拡大し、予め設定された数にタップ
数が達した後はその値を一定に保ち、このように変化す
るタップ数を内部状態更新部及び適応フィルタ部へ出力
するブロックサイズ制御部と、近端入力信号から疑似エ
コー信号を減算する加算器とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エコーキャンセラ
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】国際回線などを収容した伝送装置におけ
るハイブリッド回路で生ずる回線エコー消去のために、
一般にはエコーキャンセラが用いられる。このエコーキ
ャンセラの消去特性は、エコーパスの伝達特性の変動な
どによって劣化する。このため、エコーパスの伝達特性
の変動に高速に追従して疑似エコー信号を生成する収束
特性が良好な適応フィルタが必要となる。
るハイブリッド回路で生ずる回線エコー消去のために、
一般にはエコーキャンセラが用いられる。このエコーキ
ャンセラの消去特性は、エコーパスの伝達特性の変動な
どによって劣化する。このため、エコーパスの伝達特性
の変動に高速に追従して疑似エコー信号を生成する収束
特性が良好な適応フィルタが必要となる。
【０００３】このような収束特性が良好な適応フィルタ
を実現するための計算アルゴリズムとして、カルマン法
や文献１に示すＲＬＳ（recursive least squares:逐次
最小２乗）法などがある。
を実現するための計算アルゴリズムとして、カルマン法
や文献１に示すＲＬＳ（recursive least squares:逐次
最小２乗）法などがある。
【０００４】文献１『酒井著、「最近の適応アルゴリズ
ムの動向−ＲＬＳ法を中心として−」、１９９２、日本
音響学会誌４８巻７号、pp.493-500』 このような適応フィルタは、遠端入力信号ｘ(n) と、Ｒ
ＬＳ法によって得られるエコーパスの伝達特性の推定値
であるタップ係数ｈ’(k) （すなわちｈ’(0)〜ｈ’(p)
）との(1) 式に示す畳み込み演算によって、疑似エコ
ー信号ｙ(n) を生成するものである。但し、(1) 式にお
いて、Σはｋが０からｐ（ｐ＋１がタップ数）までの総
和を表しており、ｎは処理時刻を表している。
ムの動向−ＲＬＳ法を中心として−」、１９９２、日本
音響学会誌４８巻７号、pp.493-500』 このような適応フィルタは、遠端入力信号ｘ(n) と、Ｒ
ＬＳ法によって得られるエコーパスの伝達特性の推定値
であるタップ係数ｈ’(k) （すなわちｈ’(0)〜ｈ’(p)
）との(1) 式に示す畳み込み演算によって、疑似エコ
ー信号ｙ(n) を生成するものである。但し、(1) 式にお
いて、Σはｋが０からｐ（ｐ＋１がタップ数）までの総
和を表しており、ｎは処理時刻を表している。
【０００５】 ｙ(n) ＝Σｈ’(k) ｘ(n-k) …(1)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、疑似エ
コー信号ｙ(n) を発生させるために、適応フィルタでは
エコーパスの伝達特性の推定値であるタップ係数ｈ’
(k) が必要となる。ここで、適応フィルタでは、エコー
パスの伝達特性（インパルス応答の特性）に応じてタッ
プ数を決定しなければならない。
コー信号ｙ(n) を発生させるために、適応フィルタでは
エコーパスの伝達特性の推定値であるタップ係数ｈ’
(k) が必要となる。ここで、適応フィルタでは、エコー
パスの伝達特性（インパルス応答の特性）に応じてタッ
プ数を決定しなければならない。
【０００７】しかし、計算の対象となるエコーパスの伝
達特性は未知なので、エコーパスのインパルス応答の長
さが特定できない場合がある。
達特性は未知なので、エコーパスのインパルス応答の長
さが特定できない場合がある。
【０００８】その場合、エコーパスのインパルス応答を
カバーするような余裕をもって予め見積もった固定的な
タップ数を利用することになるが、時として必要なタッ
プ数よりも長いタップ数で、疑似エコー信号の生成演算
処理が行なわれる可能性がある。特に適応動作の初期段
階においては、入力信号が十分に存在しないにもかかわ
らず、固定タップ数に応じた最大限の計算を行なうこと
になり、計算量の面から見て効率的でない。
カバーするような余裕をもって予め見積もった固定的な
タップ数を利用することになるが、時として必要なタッ
プ数よりも長いタップ数で、疑似エコー信号の生成演算
処理が行なわれる可能性がある。特に適応動作の初期段
階においては、入力信号が十分に存在しないにもかかわ
らず、固定タップ数に応じた最大限の計算を行なうこと
になり、計算量の面から見て効率的でない。
【０００９】また、ＲＬＳ法は、高速な収束特性を示
し、タップ数の２倍以内の繰り返し計算で収束すること
が知られているが、適応フィルタのタップ数が長くなる
と、それに応じて収束のための繰り返し回数も増大し、
その結果、大量の演算をしなければならなくなる。
し、タップ数の２倍以内の繰り返し計算で収束すること
が知られているが、適応フィルタのタップ数が長くなる
と、それに応じて収束のための繰り返し回数も増大し、
その結果、大量の演算をしなければならなくなる。
【００１０】そのため、適応動作の初期段階において、
疑似エコー信号の生成のための計算の効率化を図ること
が望まれている。
疑似エコー信号の生成のための計算の効率化を図ること
が望まれている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明のエコーキャンセラは、(1) エコーが重畳
されている近端入力信号と、タップ数分だけの遠端入力
信号と、内部状態量とからその時刻におけるエコーパス
の伝達特性を推定し、その推定値と遠端入力信号との畳
み込み演算によって疑似エコー信号を生成する適応フィ
ルタ部と、(2)エコーパスの伝達特性を逐次的に推定す
るために必要な、タップ数に応じて定まる要素数を有す
る内部状態量を更新し、更新された内部状態量を適応フ
ィルタ部へ出力する内部状態更新部と、(3) 当該エコー
キャンセラを初期化するか否かを判断し、初期化する場
合に、タップ数を初期値に設定し、その後タップ数を逐
次拡大し、予め設定された数にタップ数が達した後はそ
の値を一定に保ち、このように変化するタップ数を内部
状態更新部及び適応フィルタ部へ逐次出力するブロック
サイズ制御部と、(4) 近端入力信号から適応フィルタ部
から出力された疑似エコー信号を減算する加算器とを有
することを特徴とする。
めに、本発明のエコーキャンセラは、(1) エコーが重畳
されている近端入力信号と、タップ数分だけの遠端入力
信号と、内部状態量とからその時刻におけるエコーパス
の伝達特性を推定し、その推定値と遠端入力信号との畳
み込み演算によって疑似エコー信号を生成する適応フィ
ルタ部と、(2)エコーパスの伝達特性を逐次的に推定す
るために必要な、タップ数に応じて定まる要素数を有す
る内部状態量を更新し、更新された内部状態量を適応フ
ィルタ部へ出力する内部状態更新部と、(3) 当該エコー
キャンセラを初期化するか否かを判断し、初期化する場
合に、タップ数を初期値に設定し、その後タップ数を逐
次拡大し、予め設定された数にタップ数が達した後はそ
の値を一定に保ち、このように変化するタップ数を内部
状態更新部及び適応フィルタ部へ逐次出力するブロック
サイズ制御部と、(4) 近端入力信号から適応フィルタ部
から出力された疑似エコー信号を減算する加算器とを有
することを特徴とする。
【００１２】このような構成により、適応フィルタ部を
初期化した際の収束動作初期時の演算量を削減でき、高
速な収束特性を実現できる。
初期化した際の収束動作初期時の演算量を削減でき、高
速な収束特性を実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるエコーキャン
セラの一実施形態を図面を参照しながら詳述する。
セラの一実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１４】この実施形態は、エコーパスの伝達特性の
推定値の更新アルゴリズムとしてＲＬＳ法を用いたもの
である。そこで、以下ではまず、ＲＬＳ法による各種の
値の原理的な更新方法を説明する。
推定値の更新アルゴリズムとしてＲＬＳ法を用いたもの
である。そこで、以下ではまず、ＲＬＳ法による各種の
値の原理的な更新方法を説明する。
【００１５】ＥＲを適応フィルタの出力である疑似エコ
ー信号（エコーレプリカ）とすると、時刻ｔにおける疑
似エコー信号ＥＲは、(2) 式に示すように、遠端入力信
号ベクトルｘn (t) と、エコーパスの伝達特性の推定値
であるタップ係数ベクトルｈ’n (t) との畳み込み演算
によって得られる。但し、ｈ’n (t) は時刻ｔにおける
ｎ次元ベクトル（縦ベクトル）であり、ｘn (t) は時刻
ｔから過去ｎ個までの遠端入力信号のサンプル値でなる
縦ベクトルである。また、ｎは、適応フィルタ部のタッ
プ数であり、この実施形態の場合、後述するように、こ
のタップ数ｎが変化することに特徴を有するものであ
る。
ー信号（エコーレプリカ）とすると、時刻ｔにおける疑
似エコー信号ＥＲは、(2) 式に示すように、遠端入力信
号ベクトルｘn (t) と、エコーパスの伝達特性の推定値
であるタップ係数ベクトルｈ’n (t) との畳み込み演算
によって得られる。但し、ｈ’n (t) は時刻ｔにおける
ｎ次元ベクトル（縦ベクトル）であり、ｘn (t) は時刻
ｔから過去ｎ個までの遠端入力信号のサンプル値でなる
縦ベクトルである。また、ｎは、適応フィルタ部のタッ
プ数であり、この実施形態の場合、後述するように、こ
のタップ数ｎが変化することに特徴を有するものであ
る。
【００１６】
【数１】 ＲＬＳ法においては、時刻ｔにおけるエコーパスの伝達
特性の推定値であるタップ係数ベクトルｈ’n (t) は、
時刻ｔでの近端入力信号（スカラー量）ｙ(t)と、時刻
ｔでのｎ次元ゲインベクトル（縦ベクトル）ｋn (t)
と、遠端入力信号ベクトルｘn (t) と、時刻ｔ−１での
タップ係数ベクトルｈ’n (t-1) とから、(3) 式に示す
漸化式によって更新されるものである。
特性の推定値であるタップ係数ベクトルｈ’n (t) は、
時刻ｔでの近端入力信号（スカラー量）ｙ(t)と、時刻
ｔでのｎ次元ゲインベクトル（縦ベクトル）ｋn (t)
と、遠端入力信号ベクトルｘn (t) と、時刻ｔ−１での
タップ係数ベクトルｈ’n (t-1) とから、(3) 式に示す
漸化式によって更新されるものである。
【００１７】
【数２】 ここで、時刻ｔでのｎ次元ゲインベクトルｋn (t) は、
(4) 式に示すように、時刻ｔ−１におけるｎ次元の内部
状態変数行列Ｐ n(t-1) と、遠端入力信号ベクトルｘn
(t) と、過去の情報ほど影響を小さくさせるための忘却
係数（スカラー量）λによって逐次的に更新されるもの
である。
(4) 式に示すように、時刻ｔ−１におけるｎ次元の内部
状態変数行列Ｐ n(t-1) と、遠端入力信号ベクトルｘn
(t) と、過去の情報ほど影響を小さくさせるための忘却
係数（スカラー量）λによって逐次的に更新されるもの
である。
【００１８】
【数３】 また、時刻ｔにおける内部状態変数行列Ｐn (t) は、
(5) 式に示すように、遠端入力信号ｘn (t) と、時刻ｔ
におけるゲインベクトルｋn (t) と、時刻ｔ−１におけ
る状態遷移行列Ｐn (t-1) と、忘却係数λを用いた漸化
式によって逐次的に更新されるものである。
(5) 式に示すように、遠端入力信号ｘn (t) と、時刻ｔ
におけるゲインベクトルｋn (t) と、時刻ｔ−１におけ
る状態遷移行列Ｐn (t-1) と、忘却係数λを用いた漸化
式によって逐次的に更新されるものである。
【００１９】
【数４】 以上から明らかなように、ＲＬＳ法においては、時刻ｔ
が更新されると、(4)式に従って、ゲインベクトルｋ
n (t) を更新し、更新されたゲインベクトルｋn(t) を
も用いて、(3) 式に従って、タップ係数ベクトルｈ’n
(t) を更新した後、この更新されたタップ係数ベクトル
ｈ’n (t) をも用いて、(2) 式に従って、当該時刻ｔの
疑似エコー信号ＥＲを形成する。また、次の時刻におけ
るゲインベクトルｋn (t) の更新に必要な内部状態変数
行列Ｐn (t) を(5) 式に従って更新しておく。
が更新されると、(4)式に従って、ゲインベクトルｋ
n (t) を更新し、更新されたゲインベクトルｋn(t) を
も用いて、(3) 式に従って、タップ係数ベクトルｈ’n
(t) を更新した後、この更新されたタップ係数ベクトル
ｈ’n (t) をも用いて、(2) 式に従って、当該時刻ｔの
疑似エコー信号ＥＲを形成する。また、次の時刻におけ
るゲインベクトルｋn (t) の更新に必要な内部状態変数
行列Ｐn (t) を(5) 式に従って更新しておく。
【００２０】ここで、上述した(2) 式〜(5) 式で使用さ
れている各種のベクトルや行列は、適応フィルタ部のタ
ップ数ｎで定まる次元を有するものである。
れている各種のベクトルや行列は、適応フィルタ部のタ
ップ数ｎで定まる次元を有するものである。
【００２１】従来においては、適応フィルタ部のタップ
数ｎはいかなる場合にも固定であったが、この実施形態
においては、後述するような適応動作のやり直し時の直
後の場合には、タップ数ｎを漸増更新させるようにして
いる。従って、ＲＬＳ法によって適宜更新される各種の
ベクトルや行列の次元も、タップ数ｎの変化に応じて変
化させるようにしている。
数ｎはいかなる場合にも固定であったが、この実施形態
においては、後述するような適応動作のやり直し時の直
後の場合には、タップ数ｎを漸増更新させるようにして
いる。従って、ＲＬＳ法によって適宜更新される各種の
ベクトルや行列の次元も、タップ数ｎの変化に応じて変
化させるようにしている。
【００２２】この実施形態において、タップ数を変化さ
せるようにしたのは、以下の考え方による。
せるようにしたのは、以下の考え方による。
【００２３】例えば、遠端入力信号や近端入力信号が共
にないような場合には、適応フィルタ部のタップ係数ベ
クトルｈ’n (t) を初期化して適応動作を最初からやり
直す。この場合において、従来のように、固定タップ数
ｎ（ここではｎ＝ｐとする）で各種のベクトルや行列の
演算を行なうと、遠端入力信号等のサンプル数がｐに満
たない場合でも、ｐ次元のベクトルや行列についての演
算を行なう。しかし、サンプル数がｐに満たないので、
演算の結果得られるベクトルや行列の有効な値をとる要
素は当然に少なくなる。このように有効な値をとる要素
が、少ないにも拘らず、タップ数に応じた次元として、
ベクトルや行列の演算を行なうことは無駄が多いという
ことができる。例えば、内部状態変数行列Ｐn (t) で
は、タップ数ｐの２乗の要素があり、この要素数に応じ
た演算が必要であるが、適応動作を最初からやり直す初
期化直後においては、有効な値の要素が少なく、多くの
要素演算が無駄になっている。
にないような場合には、適応フィルタ部のタップ係数ベ
クトルｈ’n (t) を初期化して適応動作を最初からやり
直す。この場合において、従来のように、固定タップ数
ｎ（ここではｎ＝ｐとする）で各種のベクトルや行列の
演算を行なうと、遠端入力信号等のサンプル数がｐに満
たない場合でも、ｐ次元のベクトルや行列についての演
算を行なう。しかし、サンプル数がｐに満たないので、
演算の結果得られるベクトルや行列の有効な値をとる要
素は当然に少なくなる。このように有効な値をとる要素
が、少ないにも拘らず、タップ数に応じた次元として、
ベクトルや行列の演算を行なうことは無駄が多いという
ことができる。例えば、内部状態変数行列Ｐn (t) で
は、タップ数ｐの２乗の要素があり、この要素数に応じ
た演算が必要であるが、適応動作を最初からやり直す初
期化直後においては、有効な値の要素が少なく、多くの
要素演算が無駄になっている。
【００２４】そこで、この実施形態では、適応フィルタ
部で用いるタップ数ｎを、適応動作を最初からやり直す
場合には、初期化後の有効サンプル数に応じて順次拡大
するようにすることで演算量の削減を図っている。
部で用いるタップ数ｎを、適応動作を最初からやり直す
場合には、初期化後の有効サンプル数に応じて順次拡大
するようにすることで演算量の削減を図っている。
【００２５】図１は、以上のような考え方に従ってなさ
れた実施形態のエコーキャンセラの機能的構成を示すブ
ロック図である。
れた実施形態のエコーキャンセラの機能的構成を示すブ
ロック図である。
【００２６】図１において、遠端入力端子１０に入力さ
れた遠端入力信号Ｒｉｎは、この実施形態のエコーキャ
ンセラ１に入力されると共に、エコーキャンセラ１を通
過して出力端子１１から次段の処理回路に与えられる。
エコーキャンセラ１を通過した遠端入力信号Ｒｏｕｔ
（Ｒｉｎ）は、エコーパス（ハイブリッド回路その他で
なる）２００を介して、エコーＥＴとして、近端入力端
子１２から入力された近端入力信号Ｓｉｎの伝送ライン
に漏れでて、近端入力信号Ｓｉｎに重畳される。このよ
うなエコーＥＴが重畳された近端入力信号Ｓｉｎ’が、
この実施形態のエコーキャンセラ１に入力されてエコー
が消去され、消去後の近端入力信号Ｓｏｕｔ（残差信号
ＺＳ）が端子１３から出力される。
れた遠端入力信号Ｒｉｎは、この実施形態のエコーキャ
ンセラ１に入力されると共に、エコーキャンセラ１を通
過して出力端子１１から次段の処理回路に与えられる。
エコーキャンセラ１を通過した遠端入力信号Ｒｏｕｔ
（Ｒｉｎ）は、エコーパス（ハイブリッド回路その他で
なる）２００を介して、エコーＥＴとして、近端入力端
子１２から入力された近端入力信号Ｓｉｎの伝送ライン
に漏れでて、近端入力信号Ｓｉｎに重畳される。このよ
うなエコーＥＴが重畳された近端入力信号Ｓｉｎ’が、
この実施形態のエコーキャンセラ１に入力されてエコー
が消去され、消去後の近端入力信号Ｓｏｕｔ（残差信号
ＺＳ）が端子１３から出力される。
【００２７】以上のような入出力関係にある実施形態の
エコーキャンセラ１は、ブロックサイズ制御部１０１
と、内部状態更新部１０２と、適応フィルタ部１０３
と、加算器Ｒとからなる。
エコーキャンセラ１は、ブロックサイズ制御部１０１
と、内部状態更新部１０２と、適応フィルタ部１０３
と、加算器Ｒとからなる。
【００２８】適応フィルタ部１０３は、現時刻ｔの近端
入力信号Ｓｉｎ’（＝ｙ(n) ）と、遠端入力信号Ｒｉｎ
のタップ数分ｐだけのサンプル値でなる遠端入力信号ベ
クトルｘn (t) と、直前時刻のタップ係数ベクトルｈ’
n (t-1) とから、上述した(3) 式に従って、現時刻ｔの
タップ係数ベクトルｈ’n (t) を形成し（エコーパスの
伝達特性を推定し）、そのタップ係数ベクトルｈ’
n (t) と、遠端入力信号ベクトルｘn (t) とから、(2)
式に従って、疑似エコー信号ＥＲを生成するものであ
る。
入力信号Ｓｉｎ’（＝ｙ(n) ）と、遠端入力信号Ｒｉｎ
のタップ数分ｐだけのサンプル値でなる遠端入力信号ベ
クトルｘn (t) と、直前時刻のタップ係数ベクトルｈ’
n (t-1) とから、上述した(3) 式に従って、現時刻ｔの
タップ係数ベクトルｈ’n (t) を形成し（エコーパスの
伝達特性を推定し）、そのタップ係数ベクトルｈ’
n (t) と、遠端入力信号ベクトルｘn (t) とから、(2)
式に従って、疑似エコー信号ＥＲを生成するものであ
る。
【００２９】なお、この適応フィルタ部１０３には、後
述するように、ブロックサイズ制御部１０１から、タッ
プ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）が与えられており、タップ数
制御信号ＢＣ（＝ｎ）に応じた次元のタップ係数ベクト
ルｈ’n (t) を生成するようになされている。ここで、
次元を増大させる場合は、後述する(8) 式による。
述するように、ブロックサイズ制御部１０１から、タッ
プ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）が与えられており、タップ数
制御信号ＢＣ（＝ｎ）に応じた次元のタップ係数ベクト
ルｈ’n (t) を生成するようになされている。ここで、
次元を増大させる場合は、後述する(8) 式による。
【００３０】内部状態更新部１０２には、遠端入力信号
Ｒｉｎ（タップ数分ｎだけのサンプル値でなる遠端入力
信号ベクトルｘn (t) ）が入力されており、この遠端入
力信号ベクトルｘn (t) と、内部保有している直前時刻
ｔ−１における内部状態変数行列Ｐ n(t-1) 及び忘却係
数（スカラー量）λとから、(4) 式に従って、現時刻ｔ
でのゲインベクトルｋn (t) を形成するものであり、ま
た、遠端入力信号ベクトルｘn (t) と、更新されたゲイ
ンベクトルｋn (t) と、直前時刻ｔ−１における状態遷
移行列Ｐn (t-1) と、忘却係数λとから、(5) 式に従っ
て、現時刻ｔにおける内部状態変数行列Ｐn (t) を形成
するものである。形成された現時刻ｔでのゲインベクト
ルｋn (t) 及び内部状態変数行列Ｐn (t) は、当該内部
状態更新部１０２に内部保有されると共に、ゲインベク
トルｋn (t) は、適応フィルタ部１０３に与えられる。
Ｒｉｎ（タップ数分ｎだけのサンプル値でなる遠端入力
信号ベクトルｘn (t) ）が入力されており、この遠端入
力信号ベクトルｘn (t) と、内部保有している直前時刻
ｔ−１における内部状態変数行列Ｐ n(t-1) 及び忘却係
数（スカラー量）λとから、(4) 式に従って、現時刻ｔ
でのゲインベクトルｋn (t) を形成するものであり、ま
た、遠端入力信号ベクトルｘn (t) と、更新されたゲイ
ンベクトルｋn (t) と、直前時刻ｔ−１における状態遷
移行列Ｐn (t-1) と、忘却係数λとから、(5) 式に従っ
て、現時刻ｔにおける内部状態変数行列Ｐn (t) を形成
するものである。形成された現時刻ｔでのゲインベクト
ルｋn (t) 及び内部状態変数行列Ｐn (t) は、当該内部
状態更新部１０２に内部保有されると共に、ゲインベク
トルｋn (t) は、適応フィルタ部１０３に与えられる。
【００３１】なお、この内部状態更新部１０２にも、後
述するように、ブロックサイズ制御部１０１から、タッ
プ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）が与えられており、タップ数
制御信号ＢＣ（＝ｎ）に応じた次元のゲインベクトルｋ
n (t) 及び内部状態変数行列Ｐn (t) を生成するように
なされている。ここで、内部状態変数行列Ｐn (t) の次
元を増大させる場合は、後述する(7) 式による。また、
ゲインベクトルｋn (t) の次元は、内部状態変数行列Ｐ
n (t) の次元や、遠端入力信号ベクトルｘn (t) の次元
が増大されると、増大されるものである。
述するように、ブロックサイズ制御部１０１から、タッ
プ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）が与えられており、タップ数
制御信号ＢＣ（＝ｎ）に応じた次元のゲインベクトルｋ
n (t) 及び内部状態変数行列Ｐn (t) を生成するように
なされている。ここで、内部状態変数行列Ｐn (t) の次
元を増大させる場合は、後述する(7) 式による。また、
ゲインベクトルｋn (t) の次元は、内部状態変数行列Ｐ
n (t) の次元や、遠端入力信号ベクトルｘn (t) の次元
が増大されると、増大されるものである。
【００３２】ブロックサイズ制御部１０１は、遠端入力
信号Ｒｉｎ及び又は近端入力信号Ｓｉｎ’の入力状態か
ら、当該エコーキャンセラ１を初期化する必要があるか
否かを判断し（言い換えると、各種のベクトルや行列
ｈ’n (t) 、ｋn (t) 、Ｐn (t) を初期化する時期を判
断し）、初期化する必要がある場合には、タップ数を規
定するタップ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）を１に初期化させ
た後、時刻ｔが更新される毎にタップ数制御信号ＢＣを
１インクリメントし、タップ数制御信号ＢＣが予め設定
された最大タップ数ｐに達した後は、時刻が経過して
も、タップ数制御信号ＢＣの値を最大タップ数ｐに維持
させるものである。以上のように、初期化直後において
のみ時刻の経過に伴って更新されるタップ数制御信号Ｂ
Ｃは、内部状態更新部１０２及び適応フィルタ部１０１
へ出力される。
信号Ｒｉｎ及び又は近端入力信号Ｓｉｎ’の入力状態か
ら、当該エコーキャンセラ１を初期化する必要があるか
否かを判断し（言い換えると、各種のベクトルや行列
ｈ’n (t) 、ｋn (t) 、Ｐn (t) を初期化する時期を判
断し）、初期化する必要がある場合には、タップ数を規
定するタップ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）を１に初期化させ
た後、時刻ｔが更新される毎にタップ数制御信号ＢＣを
１インクリメントし、タップ数制御信号ＢＣが予め設定
された最大タップ数ｐに達した後は、時刻が経過して
も、タップ数制御信号ＢＣの値を最大タップ数ｐに維持
させるものである。以上のように、初期化直後において
のみ時刻の経過に伴って更新されるタップ数制御信号Ｂ
Ｃは、内部状態更新部１０２及び適応フィルタ部１０１
へ出力される。
【００３３】加算器Ｒは、エコーＥＴが重畳されている
近端入力信号Ｓｉｎ’から、適応フィルタ部１０３から
の疑似エコー信号ＥＲを減算してエコーを消去するもの
である。
近端入力信号Ｓｉｎ’から、適応フィルタ部１０３から
の疑似エコー信号ＥＲを減算してエコーを消去するもの
である。
【００３４】以上のような各部からなるこの実施形態の
エコーキャンセラ１は、全体を通しては、図２のフロー
チャートに示すように動作する。なお、図２における処
理ループは、各時刻で１回処理されるものである。
エコーキャンセラ１は、全体を通しては、図２のフロー
チャートに示すように動作する。なお、図２における処
理ループは、各時刻で１回処理されるものである。
【００３５】新たな時刻ｔになるとまず、ブロックサイ
ズ制御部１０１によって、例えば、遠端入力信号Ｒｉｎ
と近端入力信号Ｓｉｎ’とが監視され、両者の関係から
動作モードが判断される（ステップＳ１）。例えば、遠
端入力信号及び近端入力信号、又は、両信号のどちらか
一方が一定時間入力されない状況（音声レベルに達して
いない状況）にあるか否かにより、疑似エコー信号ＥＲ
を生成する適応動作の初期化を行なうか否かを判断す
る。
ズ制御部１０１によって、例えば、遠端入力信号Ｒｉｎ
と近端入力信号Ｓｉｎ’とが監視され、両者の関係から
動作モードが判断される（ステップＳ１）。例えば、遠
端入力信号及び近端入力信号、又は、両信号のどちらか
一方が一定時間入力されない状況（音声レベルに達して
いない状況）にあるか否かにより、疑似エコー信号ＥＲ
を生成する適応動作の初期化を行なうか否かを判断す
る。
【００３６】初期化を行なう場合には、ブロックサイズ
制御部１０１から値が１であるタップ数制御信号ＢＣ
（＝ｎ）が内部状態更新部１０２及び適応フィルタ部１
０３へ出力され、このとき、内部状態更新部１０２は、
(6) 式に示すように、直前時刻ｔ−１の内部状態変数行
列Ｐn (t-1) を初期パラメータα（固定値）だけを有す
る１×１の行列に設定する（ステップＳ２）。
制御部１０１から値が１であるタップ数制御信号ＢＣ
（＝ｎ）が内部状態更新部１０２及び適応フィルタ部１
０３へ出力され、このとき、内部状態更新部１０２は、
(6) 式に示すように、直前時刻ｔ−１の内部状態変数行
列Ｐn (t-1) を初期パラメータα（固定値）だけを有す
る１×１の行列に設定する（ステップＳ２）。
【００３７】 Ｐn (t-1) ＝α …(6) これに対して、ステップＳ１の判断で初期化が不要であ
るという結果を得ると、ブロックサイズ制御部１０１
は、今までのタップ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）が既に最大
タップ数ｐに達しているか否かを確認し、達していなけ
れば、１インクリメントしたタップ数制御信号ＢＣ（＝
ｎ）を内部状態更新部１０２及び適応フィルタ部１０３
へ出力して次元の拡大処理を実行させ、一方、最大タッ
プ数ｐに達していると、最大タップ数ｐのタップ数制御
信号ＢＣ（＝ｎ）を内部状態更新部１０２及び適応フィ
ルタ部１０３へ出力して次元の拡大処理を実行させない
ようにさせる（ステップＳ３）。
るという結果を得ると、ブロックサイズ制御部１０１
は、今までのタップ数制御信号ＢＣ（＝ｎ）が既に最大
タップ数ｐに達しているか否かを確認し、達していなけ
れば、１インクリメントしたタップ数制御信号ＢＣ（＝
ｎ）を内部状態更新部１０２及び適応フィルタ部１０３
へ出力して次元の拡大処理を実行させ、一方、最大タッ
プ数ｐに達していると、最大タップ数ｐのタップ数制御
信号ＢＣ（＝ｎ）を内部状態更新部１０２及び適応フィ
ルタ部１０３へ出力して次元の拡大処理を実行させない
ようにさせる（ステップＳ３）。
【００３８】ここで、１インクリメントされたタップ数
制御信号ＢＣ（＝ｎ）が与えられた内部状態更新部１０
２は、直前時刻ｔ−１の内部状態変数行列Ｐn (t-1)
を、(7) 式に従って、次元が１だけ大きい行列に更新
し、また、１インクリメントされたタップ数制御信号Ｂ
Ｃ（＝ｎ）が与えられた適応フィルタ部１０３は、直前
時刻ｔ−１のタップ係数ベクトルｈ’n (t-1) を、(8)
式に従って、次元が１だけ大きい行列に更新する。
制御信号ＢＣ（＝ｎ）が与えられた内部状態更新部１０
２は、直前時刻ｔ−１の内部状態変数行列Ｐn (t-1)
を、(7) 式に従って、次元が１だけ大きい行列に更新
し、また、１インクリメントされたタップ数制御信号Ｂ
Ｃ（＝ｎ）が与えられた適応フィルタ部１０３は、直前
時刻ｔ−１のタップ係数ベクトルｈ’n (t-1) を、(8)
式に従って、次元が１だけ大きい行列に更新する。
【００３９】
【数５】 その後、次元の拡大動作の実行の有無を問わず、内部状
態更新部１０２によって、上述した(4) 式及び(5) 式に
従って、現時刻ｔでのゲインベクトルｋn (t)及び内部
状態変数行列Ｐn (t) が形成される（ステップＳ４）。
続いて、適応フィルタ部１０３において、上述した(3)
式に従って、現時刻ｔでのタップ係数ベクトルｈ’
n (t) が形成される（ステップＳ５）。なお、これらの
演算処理時に利用される遠端入力信号ベクトルｘn (t)
の次元も、当然に、そのときのタップ数制御信号ＢＣ
（＝ｎ）の値による。
態更新部１０２によって、上述した(4) 式及び(5) 式に
従って、現時刻ｔでのゲインベクトルｋn (t)及び内部
状態変数行列Ｐn (t) が形成される（ステップＳ４）。
続いて、適応フィルタ部１０３において、上述した(3)
式に従って、現時刻ｔでのタップ係数ベクトルｈ’
n (t) が形成される（ステップＳ５）。なお、これらの
演算処理時に利用される遠端入力信号ベクトルｘn (t)
の次元も、当然に、そのときのタップ数制御信号ＢＣ
（＝ｎ）の値による。
【００４０】そして、適応フィルタ部１０３において、
上述した(2) 式に従って、現時刻ｔでの疑似エコー信号
ＥＲが形成され、加算器Ｒにおいて、疑似エコー信号Ｅ
Ｒの減算によるエコー消去動作が実行される（ステップ
Ｓ６）。
上述した(2) 式に従って、現時刻ｔでの疑似エコー信号
ＥＲが形成され、加算器Ｒにおいて、疑似エコー信号Ｅ
Ｒの減算によるエコー消去動作が実行される（ステップ
Ｓ６）。
【００４１】このようにして現時刻ｔでの一連の処理が
終了すると、ステップＳ１に戻って、次の時刻（ｔ＝ｔ
＋１）の処理に進むことになる。
終了すると、ステップＳ１に戻って、次の時刻（ｔ＝ｔ
＋１）の処理に進むことになる。
【００４２】以上のような図２に示す処理により、初期
化が必要となったときには、有効タップ数が１での適応
動作を実行し（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４〜Ｓ６）、その後、最
大タップ数ｐに達するまで有効タップ数を時刻毎に１ず
つ増大させた適応動作を実行し（Ｓ１、Ｓ３（タップ数
の更新を伴う）、Ｓ４〜Ｓ６）、最大タップ数ｐに達し
た以降はそのタップ数ｐでの適応動作を実行する（Ｓ
１、Ｓ３（タップ数を更新せず）、Ｓ４〜Ｓ６）。
化が必要となったときには、有効タップ数が１での適応
動作を実行し（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４〜Ｓ６）、その後、最
大タップ数ｐに達するまで有効タップ数を時刻毎に１ず
つ増大させた適応動作を実行し（Ｓ１、Ｓ３（タップ数
の更新を伴う）、Ｓ４〜Ｓ６）、最大タップ数ｐに達し
た以降はそのタップ数ｐでの適応動作を実行する（Ｓ
１、Ｓ３（タップ数を更新せず）、Ｓ４〜Ｓ６）。
【００４３】上記実施形態によれば、内部状態更新部と
適応フィルタ部の操作について、適応動作を再度やり直
す初期化開始時点からタップ数を逐次増加させるように
したので、エコーパスの伝達特性へ追従し直す適応動作
の初期化時における演算量を削減することができる。
適応フィルタ部の操作について、適応動作を再度やり直
す初期化開始時点からタップ数を逐次増加させるように
したので、エコーパスの伝達特性へ追従し直す適応動作
の初期化時における演算量を削減することができる。
【００４４】また、エコーパスのインパルス応答が比較
的短い場合には、このように演算量を削減しても、タッ
プ係数をより速くエコーパスの伝達特性に収束させるこ
とができる。
的短い場合には、このように演算量を削減しても、タッ
プ係数をより速くエコーパスの伝達特性に収束させるこ
とができる。
【００４５】さらに、適応フィルタ部のタップ係数等の
各種パラメータは、タップ数が増加された際にも、次の
時刻へ継承されるため、収束動作がとぎれることなく、
速やかな収束動作を実現することができる。
各種パラメータは、タップ数が増加された際にも、次の
時刻へ継承されるため、収束動作がとぎれることなく、
速やかな収束動作を実現することができる。
【００４６】なお、上記実施形態においては、ＲＬＳ法
に適用したエコーキャンセラを示したが、タップ数に応
じた次元を有するベクトルや行列等で表される時刻毎に
逐次更新される内部状態量を利用して、タップ係数（ベ
クトル）を形成するアルゴリズムを採用しているエコー
キャンセラであれば、本発明を適用することができる。
例えば、カルマンフィルタ法や学習同定法等を利用した
エコーキャンセラに本発明を適用することができる。
に適用したエコーキャンセラを示したが、タップ数に応
じた次元を有するベクトルや行列等で表される時刻毎に
逐次更新される内部状態量を利用して、タップ係数（ベ
クトル）を形成するアルゴリズムを採用しているエコー
キャンセラであれば、本発明を適用することができる。
例えば、カルマンフィルタ法や学習同定法等を利用した
エコーキャンセラに本発明を適用することができる。
【００４７】また、上記実施形態においては、ハイブリ
ッド回路のインピーダンス不整合によるエコーを消去す
るエコーキャンセラを想定しているが、スピーカからマ
イクロホンへ回り込んだエコーを消去するエコーキャン
セラに本発明を適用することができる。
ッド回路のインピーダンス不整合によるエコーを消去す
るエコーキャンセラを想定しているが、スピーカからマ
イクロホンへ回り込んだエコーを消去するエコーキャン
セラに本発明を適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内部状
態更新部と適応フィルタ部の操作について、適応動作を
再度やり直す初期化開始時点からタップ数を逐次増加さ
せるようにしたので、エコーパスの伝達特性へ追従し直
す適応動作の初期化時における演算量を削減でき、ま
た、エコーパスのインパルス応答が比較的短い場合な
ど、タップ係数をより速くエコーパスの伝達特性に収束
させることができる。
態更新部と適応フィルタ部の操作について、適応動作を
再度やり直す初期化開始時点からタップ数を逐次増加さ
せるようにしたので、エコーパスの伝達特性へ追従し直
す適応動作の初期化時における演算量を削減でき、ま
た、エコーパスのインパルス応答が比較的短い場合な
ど、タップ係数をより速くエコーパスの伝達特性に収束
させることができる。
【図１】実施形態の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】実施形態の動作を示したフローチャートであ
る。
る。
１…エコーキャンセラ、１０１…ブロックサイズ制御
部、１０２…内部状態更新部、１０３…適応フィルタ
部、Ｒ…加算器。
部、１０２…内部状態更新部、１０３…適応フィルタ
部、Ｒ…加算器。
Claims (2)
- 【請求項１】 エコーが重畳されている近端入力信号
と、タップ数分だけの遠端入力信号と、内部状態量とか
らその時刻におけるエコーパスの伝達特性を推定し、そ
の推定値と上記遠端入力信号との畳み込み演算によって
疑似エコー信号を生成する適応フィルタ部と、 エコーパスの伝達特性を逐次的に推定するために必要
な、タップ数に応じて定まる要素数を有する上記内部状
態量を更新し、更新された内部状態量を上記適応フィル
タ部へ出力する内部状態更新部と、 当該エコーキャンセラを初期化するか否かを判断し、初
期化する場合に、タップ数を初期値に設定し、その後タ
ップ数を逐次拡大し、予め設定された数にタップ数が達
した後はその値を一定に保ち、このように変化するタッ
プ数を上記内部状態更新部及び上記適応フィルタ部へ逐
次出力するブロックサイズ制御部と、 近端入力信号から上記適応フィルタ部から出力された疑
似エコー信号を減算する加算器とを有することを特徴と
するエコーキャンセラ。 - 【請求項２】 上記適応フィルタ部が、エコーパスの伝
達特性を逐次最小２乗法に従って推定すると共に、上記
内部状態更新部が、逐次最小２乗法に従って内部状態量
を更新することを特徴とする請求項１に記載のエコーキ
ャンセラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24022096A JP3236226B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | エコーキャンセラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24022096A JP3236226B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | エコーキャンセラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1093482A true JPH1093482A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3236226B2 JP3236226B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=17056245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24022096A Expired - Fee Related JP3236226B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | エコーキャンセラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236226B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990080389A (ko) * | 1998-04-16 | 1999-11-05 | 구자홍 | 가변 스텝크기를 이용한 에코 소거방법 |
| US6993126B1 (en) | 2000-04-28 | 2006-01-31 | Clearsonics Pty Ltd | Apparatus and method for detecting far end speech |
| JP2007522696A (ja) * | 2004-01-06 | 2007-08-09 | トムソン ライセンシング | オーディオとビデオの提示を同期させる方法および装置 |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP24022096A patent/JP3236226B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990080389A (ko) * | 1998-04-16 | 1999-11-05 | 구자홍 | 가변 스텝크기를 이용한 에코 소거방법 |
| US6993126B1 (en) | 2000-04-28 | 2006-01-31 | Clearsonics Pty Ltd | Apparatus and method for detecting far end speech |
| JP2007522696A (ja) * | 2004-01-06 | 2007-08-09 | トムソン ライセンシング | オーディオとビデオの提示を同期させる方法および装置 |
| US8005337B2 (en) | 2004-01-06 | 2011-08-23 | Thomson Licensing | Method and apparatus for performing synchronised audio and video presentation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3236226B2 (ja) | 2001-12-10 |
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