JPS58142641A - 反響打消し装置 - Google Patents

反響打消し装置

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JPS58142641A
JPS58142641A JP2500682A JP2500682A JPS58142641A JP S58142641 A JPS58142641 A JP S58142641A JP 2500682 A JP2500682 A JP 2500682A JP 2500682 A JP2500682 A JP 2500682A JP S58142641 A JPS58142641 A JP S58142641A
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JP
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signal
echo
circuit
path
pseudo
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Application number
JP2500682A
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English (en)
Inventor
Shigenobu Minami
重信 南
Tadamichi Kawasaki
川崎 忠道
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58142641A publication Critical patent/JPS58142641A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/20Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
    • H04B3/238Reducing 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 using initial training sequence

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はハイブリッド回路における反鍮イh号全効果的
にす]消すことのできる集用性の高い反響打消しFA朧
に関する。
〔発明の技術的背景〕
通當、電話機はノ・イブリッドN路を介して4紛−2線
変換されて電話回線に接続される。ところか電話回線の
インピーダンス変化により、上記ハイブリッド回路にお
けるインピーダンスの不整合か生じて送イム信号が受G
i仙に勉シ込み、つまり反a#佃号が生じて良好な通信
が阻1畑れると云う問題がおる。特に上記電話435.
が拡声軍配後である場合、マイクロホンとスピーカトノ
π動的結合と相俟ってハウリングが発勺−することがあ
る。
そこで従来よシ、例えは第1図に示すようにエコーキャ
ンセラー回路1を用いてハイブリッド回路2の反船鮎特
性をインパルス応答の形で推足し、この推定されt(反
智W16特性に従って擬似反Qlt化+jを生成し、減
算器3を用いて)・イブリッド回路2のJX41i−信
号を打拍すことかイ4われている。尚、第1図中、4は
退化アンプでおり、5は受信アンノでおる。このような
エコーキャンセラー回路の反響打消しによれは、従来の
エコーサブレッサカ式に比して通話信号の語頭・語尾切
れがなく、また上述したノ・ウリング抑制効来も太きい
と飲う利点が奏される。−まf(−このよウナエコーキ
ャンセラ一方式の利点を活かして、上記反響路物怖の推
定ケトレーニング傷号を用いてアグゾティブに行うもの
も開発されている。
ところでハイブリッド回路2の及書路特性tit、常に
変動しており、この変動に追従して反響路特性を推定し
直すことは、一般に非常に困難である。この為、従来で
は反V路%性の推定タイミングを周期的、あるいはハウ
リングの発生全通話者が認知したときVC強制的に与え
るようにしている。しかし、このような方式は集用性の
点1間粗があった。
さて、第2しIは上We した事+f4を考慮して本発
明者らが先1c提唱した反響す]消し装置の栴成會示す
ものである。第2図において、マイクロオン10よシ入
力された送話信号は、送貼損失回j1811を介してL
T(dB)の損失か与えられたのち送信7ンf12にて
G TCdB)増幅されてノ・イブリッド回路13に供
給される。またこのノ・・イブリッド回路13にはスイ
ッチ14の切換え動作によシ、上記送話信号に代えてト
レーニング信号源15よシトレーニング侶号が供給され
るようになっている。尚、送話損失回路11にて送話信
号に与えられる損失量L T(dB) ii:、制御回
路16からの制御信号CIKよシn」変制御さ5− れ、またスイッチ14の切換え動作は、上記制御回路1
6の制御信号C2により制御される。
一方、ハイブリッド回路13の受信端出力信号は減算器
17に榊ひかれ、エコーキャンセラー回路18が生成し
7’j擬似反41@号が差引かれて、上記受信端出力信
号に含まれる反動信号が打消されたのち、受話損失回路
19に供給される。
この受話損失回路19は、前記制御回路16からの制御
信号C4’に受けてその入力信号にLR(dB%損失を
与えるもので、その出力信号は受傷アンプ20を介して
G R(dB)増幅されたのち、スピーカ21より受話
再生される。前記制御回路16は、前記マイクロホン1
0より入力された信号D1、スピーカ21に供給される
信号D3、あるいは図示しないトレーニング動作指令ス
イッチよシ与えられる制御指令信号Dz k受けて制御
動作し、これによって前述した制御信号CI + Cm
  * Ca k発生している。また制御回路16は制
御信号C3を発生して、これ全前記エコーキャンセラー
回路18に与えている。し6− かして、このエコーキャンセラー回路18ハ、前記スイ
ッチ14により選択されてハイグリッド回路13に供給
される信号、および前記減算器17の出力信号を入力し
て、前記ハイブリッド回路13の反響路特性を推定(−
1またこれを修正して、その反響路特性に従う擬似反響
路を形成して擬似反響信号を生成するものである。
このように構成された反響打消し装置では、通話開始に
先立って一部時間トレーニング信号を選択してハイブリ
ッド回1813およびエコーキャンセラー回路18に上
記トレーニング信号が供給される。このとき、エコーキ
ャンセラー回路18では制御11号C3を受けて、トレ
ーニング信号Xとその反響信号yとから前記ハイブリッ
ド回路13の反q#路特性を推定し、その内部に擬似反
響路を形成する。しかるのち、上記一定時間経過後には
トレーニング信号に代えて送話信号が選択され、ハイブ
リッド回路13およびエコーキャンセラー回路18に供
給される。
そしてこの通話中には、エコーキャンセラー回路18は
、先に形成された擬似及管路を用いて透化信号に+IT
J−る擬似反響信号♀を生成する。
コノとき、ハイプリ、ド回路13で受信される信号をn
とすると、減算器17には(n十y’)なる受信端出力
信号が与えられ、この信号(n十y)から前記擬似反響
信号↑が差引がれる。エコーキャンセラー回路18が生
成する擬似反臀信号yは)理想的には反響信号yと等し
いが、現実的にはハードウェア上の制約等によって?ユ
y となっており、この為、減算器17の出力にはe−7−
↑  ・・呻(1) なるす」消しIA走伯信号牛しる。従って、このときの
本装朧における反響18号′!J消りは、となる。但し
、十ML+ X、eはトレーニング動作終了の面前の値
である。このようなエコーキャンセラー回路18にょる
反響打消し効果を補うものが、前述した損失回路11.
19におけるボイス・スイッチ損失、LT 、 LR(
drt)であり、次のように設定される。
即ち、送話時には LT=O(dB)  、  LR=1.、(dB)  
 ・・・にりまた受話時には T、T=L (d13)  、  LR=O(dB) 
  −(41にそれぞれ設定される。但し上記損失i 
L(dB)はΔをボイスマージンとしたとき、 L=(GT+GR十Δ)−(イλ十ERL)(dB) 
 ・・・(5)として定められる。尚、上式中αは で示される音響結合量である。
このように第2図に示される反轡路打消し装置によれば
、トレーニング信号を用いてハイブリッド回路13の反
曽路特性全推定し、この推定された反春路%性に従って
擬似反書信号を生成して効果的に反響信号を打消すこと
ができ、またハウリングの発生を防止することができる
(J− 〔背景技術の問題点〕 とこうがハイブリッド回路13におりる及智路%性は、
トレーニング信号を用いて反響路特性が推定されたのち
の通話中であっても、回線変動(C起因して変動するこ
とが多い。この反響路特性の変動は定常的で緩慢な微小
変動もあるが、回線ブランチ等によって急減に生じるこ
ともある。このような場合には、例えは前述したトレー
ニング動作指令スイッチ全操作することが必費となり、
実用性に問題が生じた。
〔発明の目的〕
本発明はこのような事情全考堵、してなされたもので、
その目的とするところは、ハイブリッド回路の反響路物
怖の変化に追従して上記反戦路特性に応じた擬似反書信
号を生成して反響信号を常に効果的に打消すことのでき
る実用性の高い反動す]消し装置を提供することにある
〔発明の概敦〕
本発明はハイブリッド回路におけるl・レーニング信号
の反響信号から上記ハイブリ、ド回路H1− の反書路%性を推定して、この推定され友反書結物!1
:を送信信号の反響信号を用いて修正し、この推定され
、旧つ修正された反響jII!5%性に従って送信信号
に対する擬似反W信号を生成して前記ハイブリッド回路
の受信端出力信号に自まれる反響信号を打消すと共に、
前記ハイブリッド回路の反響路特性の変化を検出してト
レーニング信号を送信信号に代えて選択するように[ま
たものであ4〕。
〔発明の効果〕
従って本発明によれは、常時は推定された反l#路特性
を修正しながら・・イブリッド回路の反響路特性の変化
に追従した擬似反+11伯号を生成して反響信号を打消
し、上記ハイブリッド回路の反−結物性が大きく変動し
たときにはこれを即時検出して反曽路%性の推定をし面
すことができる。故に、ハイブリッドリ路の反41路特
性の変化に応じて常に効果的に反響信号を打消すことが
用油と々る。峰して、ハウリングの発生を効果的に防止
して、常に良好ガ通貼を百1能とする等の絶大々る効果
を奏する・ 〔発明の実施例〕  ′ 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
第3図は実施例装置の概略構成図であシ、第2図に示す
従来装置と同一部分には同一符号を伺して示しである。
第3図において制御回路22は前述した制御回路16に
相当するものであり、また第1のエコーキャンセラー回
路23は従来装置におけるエコーキャンセラー回路18
に相当するものである。この第1のエコーキャンセラー
回路23は、トレーニング信号の選択供給時に、制御回
路22からの制御信号C3を受けて、前記トレーニング
信号の反書信号會用いて前記・・イブリッド回路13の
反曽路特性を推定し、送話信号の選択供給時には上記送
話信号の反響信号を用いて前記推定された反響路%性を
修止しながら、この修正された反餐路特性に従って擬似
反響路を形成し、この擬似反響路にて前記送話信号に対
する擬似反Iw信号全生成するものである。この第1の
エコー”?1ンセラー回路23における推定反書路%性
の修正は、制御回路22からの制御信号C5により擬似
反[iの修正蓋を少なく設定して行われる。
この制御は、第1のエコーキャンセラー回路23は主と
して回線変動が少ない状態での反響路特性変化に追随し
て上述した修正を行うことを目的とするものであるか、
送話モードにおいて強制的に反惜路特性の推定を行わし
める場合もあシ、このとき受信部側への慾影譬を軽減す
る作用を呈するものである。
一方、新たに設けられた第2のエコーキャンセラー回1
824は、制御回路22からの制御信号を受けてトレー
ニング信号に代えて供給される送話信号の反響信号を用
いて常時その反4IlH路%性の推定全行う。そして、
この推定された反曽路%性に従って擬似反響12iを形
成1〜、この擬似反響路を用いて擬似反響信号を生成し
ている。
減算器25は、上記第2のエコーキャンセラー回路24
が生成した擬似反響信号を入力し、こ−l:(− flk前i12ハイブリッドli’ll路13の受信端
出力信号から差引いている。しかしてハウリング4寅出
回路26は、上記第2の減算器25の出力である打消し
残差信号と前記減算器17の出力である打消し残差Oi
月とを入力して、その残差信号電力差を求めている。こ
のハウリング検出回路26は上記残差信号電力差が一定
値以上になったとき、これ會ハウリングの発生と判断し
て制御回路22に対してトレーニング動作命令を与える
ように栴成されている。即ち、このハウリング検出回路
26は、例えば第4図に示すように、減算器17の出力
信号に所定の減衰を与える減衰回路3〕、この減衰回1
83ノを介した上記信号の絶対値を求める絶対値回路3
2、そしてその出力を積分して平滑化する積分回路33
を備える。礎には減算器25の出力信号の絶対値を求め
る絶対値回路34、その出力を積分して平滑化する積分
回路35、ハウリング検出の動作基準を低くするマージ
ンδを上記積分回路35の出力に加える馴初−器36、
更にこの加算14− 器36の出力と前記積分回1833の出力とを比較して
、その電力差が所定レベル以上のときに判定出力、即ち
前記ト1.’−ニング動作命令イF号を出力する比較回
路37とにより構成さtする。
このように構成されるハウ9フフ4食出回路26の出力
信号である前記トレーニング動作命令信号を受けて、前
記制御回路22の1、制御信号C2r C3’r発生し
、再び送話信号に代えて前記トレーニング信号の選択供
給をイ〕わしめる。
尚、制御信号C2によるトレーニング信号の供給時間は
、例えは100m5ec程度に定められる。
また損失回Wr5.71 、.79により与えられるボ
イス・スイッチ損失は前述し7’c m (57式にZ
ドされるように与えられる。
さて、上記の如く構成された本装置にあっては、第1お
よび第2のエコーキャンセラー回路23.24が形成し
てなる擬似反響路の反響路特性に差異が生じる。即ち、
第1のエコーキャンセラー回路23は、トレーニング情
+3全用帆て反善路%注を推定したのちには、送話時に
のみ上記反響路特性の修正をその修正量全像く抑えて行
っている。従ってハイブリッド回路13の反書j18%
性がさほど変化しない場合には、殆んどその修正を行わ
ない。従って今、この第1のエコーキャンセラー回路2
3が生成する擬似反4Ili!信号′ff:yl、この
擬似反W信号ylと反4i1!信号yとの残差信号’l
etとすると、これによる反曽佃号打消し量ERL、社
前記第(2)式よシとしてボされる。一方、第2のエコ
ーキャンセラー回路24ね、富晶ハイブリッド回路13
0反書1!i!i%性を推定【5.ており、従って受信
時には受信信号の悪影響を受ける場合がある。この第2
のエコーキャンセラー回路24が生成する擬似反響信号
をy2 +この擬似反III信号y2と反餐信号yとの
残差信号ke、Iとすると、これによる反曽信号の1′
]消し量ERL2は同様にして、として示される。この
第2のエコーキャンセラー回路24による打消し量ER
L 、は、前述したように受信信号の悪影響を受ける為
、第1のエコーキャンセラー回路23による打消し1E
RL。
と同じになるか、或いは悲くなる。従って、減算器17
.25がそれぞれ出力する残差信号el+82の各鴇;
力L(et ) 、 L(e2) (D関係はL(el
 ) <、 L (e2) となる。故に、ハイブリッド回路13を介して受信信号
nが与えられるときの、減算器17゜25が出力する信
号の電圧は、 L(eI+n) <  L(e2+n )なる関係とな
る。つまシ、ハイブリッド回路13の反曽W8%性が変
化しない場合には、上nlツした電力関係によって、ハ
ウリングの発生がないものと判定される。
これに刻してハイブリッド回路13の反響路特性が上述
したトレーニング動作終了後、微小変動して徐々に変化
すると、送信時にのみ推定した反響路%性を修正する第
1のエコーキャン17− セラー回路23は、受信16号の悪影響を受けることな
しに上記反響路特性を修正する。従って、このとき第1
のエコーキャンセラー回路23が出力する擬似反41(
m号y1はハイブリッド回路130反jilIM特性に
追随したものとな。ている。
従って打消し鮎ERL、とERL2との関係は前述した
Pi回路特性の変動がない場合と同様にERL、  ≧
ERL 2 となり、従って残差信号電力の関係は L(町+n)≦ L(e2+n) となる。故にこの場合もハウリングの発生がないと判断
される。
一方、トレーニング動作の終了後、・・イブリッド回路
13の反響路特性が大きく変動すると、反暢信号が急激
に増える。この結果、制御回路22はこれを受信時と判
断するので第1のエコーキャンセラー回路23において
は推定された反畳路%性の修正を村わない。従ってこの
第1のエコーキャンセラー回路23による反響打消し1
 ERLlが急激に減少する。これに対して第2のエコ
ーキャンセラー回路24は反響信号の増大に伴ってその
反替路特性を推足し、擬似反書信号會生成する。この結
呆、第2のエコーキャンセラー回路24による及智打消
しili ERL、は増大するか、或いは悪い場合であ
っても前の拐消し量と同等である。従って、 ERLl< ERL意 となシ、残差信号電力の関係は L (el+n )  >  L (e2+ n )と
なる。ハウリング検出回路26はこの残差信号電力関係
に前述したマージンδを加え、L(e1+n)>  L
(、e2+n)十δなる関係を検出して前記反餐路特性
の急激な変化に伴うハウリングの発生音検出l−ている
。このハウリングの発生検出によυ、装置は丹ひトレー
ニング信号を抽出して、反*路%性推足のトレーニング
動作を繰返して実行することになゐ 。
かくして木製ffによれは、トレーニング信号の反iw
信号を用いてハイノ゛リッド回路13の反書路特性を推
定したのちには、送信時に送@信号の反響信号を用いて
上記推定された反響路特性を修正して擬似反響信号を生
成し、これによってハイブリッド回路130反書路特性
の変化に追随して常に効果的に反響信号を打消すことが
できる。しかも・・イブリッド回路13の反動路特性が
急激に変化した場合には、残差信号の電力からこれを検
出l〜て自動的にトレーニング動作を行わしめることが
できる。故に、常に効果的なハウリング抑制作用を呈し
て良好な通信状態を確保することが可能となる。
尚、上述した反響路特性の推定を行うエコーキャンセラ
ー回路23.24は、例えは第5図に示すように構成さ
れる。即ち、送信信号x(t)をA/D変換器40を介
して7”4ノタル変換して、信号系列x(k)を得る。
この信号系列x Qc)のmサンプルからなるデータX
(k) X (k) −(x(k) 、 x(k−1) −X(
k−m+1 ) )’をXレジスタ41に蓄える。(H
l、、トL”−ユング時におけるトレーニング信号は、
例えはランダム雑音として与えられる。しかして、タタ
み込み積分回路42は、上記Xレジスタ4)に枯納され
た入力(a号Xのデータ列X(k)と、1ルソスタ43
にインパルス応答の形で蓄えらJまた推定反臀路特性H
(k)とを入力して、その間でたたみ込み積分を実行す
る。このたたみ込み積分によって 1(k) = XT(k)・省(k) 但し、H(k)、= (h s (k)、hg (k)
 ・= hm(k))”なる擬似反V信号を生成してい
る。この擬似反qlI信号Y、(k)がD/A変換器4
4を介してアナログ変換され、擬似反響信号y1(t)
として前記した減算器17に供給される。またエコーへ
ヤンセラー回ji8は、上記減算器17の出力である残
差信号 81 (t) = y(t) −y(t)全A/D変換
器45を介して入力し、これを乗算回路46に与えてい
る。乗算回路46では上11残差伯号E (k)とFl
iJ記Xレジスタ4ノに蓄えられた入力データX (k
)とから推定反動路特性の修ルy21− 分Δ)■(k)f: ΔH(k) =Kt ! Et(k) ・X、 (k)
として求めている。この修正分ΔH(]<)がHレジス
タ更新回路47を介して前記Hレジスタ43に与えられ
、制御信号C3に従って H(k+1 ’)= H(k)+ΔH(k)なる処理が
行われる。これによりて推定反動路特性H(k)が修正
されることになる。尚、前記乗算回路46に与えられる
係数に1はトレーニング信号を用いた反*M%性推定時
に与えられるもので、送信時の送話信号を用いた反響結
物性推定時には、スイッチ48の切換えによって、K、
(i<、。
なる別の係数に!が与えられる0この係数によって通話
時における推定反畳路特性の修正が低く抑えられる。
このように構成されたエコーキャンセラー回路の動作ア
ルゴリズムは最急降下法と称されるものであるが、他の
アルゴリズム、例えば学習同定法等のアルゴリズムに従
ってエコーキャン22− セラー回路を構成することも勿論TI能である。
−!へ制御回路22について幻1、例えはROMに格納
されたマイクロプロセッサ命令に征って、第6図に示す
制釧1フローに従って動作するようにすれはよい。
以上1述したように本発明装置によれは、拡声電話機に
おけるハウリングの発生等の問題音効果的に解消して、
常に良好な通@を行わしめることが可能となる。
尚本発明し」゛上記実施例に限定されるものでケ1ない
。例えはエコーキャンセラー回路の構成や、そのブータ
フラフ0長等d、仕様に応じて定めれVよよい。またハ
ウリング検出のマージンδ等も什a2に応じて定めれは
よいものであり、を1“るeζ本発明はその少旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエコーキャンセラ・一方式の反部打消し装置の
基本構成図、第2図は従来装置の一例を示す構成図、第
3図は本発明の一実施例装置6の概略構成図、第4図は
同実施例におけるハウリング検出N路の構成1、第5図
は同実施例におけるエコーキャンセラー回路の構成図、
第6図は同実施例における制御回路の動作シーケンスを
示す図である。 13・・ハイブリッド回路、14・・・スイッチ、15
・・・トレーニング信号源、17・・・減算器、22・
・・制m1回路、23・・・第1のエコーキャンセラー
回路、24・・・第2のエコーキャンセラー回路、25
・・・減X益、26・・ハウリング検出N路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送信部および受信部を4線−2腓変換j〜て回線
    接続するハイブリッド回路と、前配送化部から送出され
    る送信化上に代えてトレーニング信号を前記ハイブリッ
    ド回路に供給する鳶沢(ロ)路と、前記ハイブリッド回
    路に惧紹さtまた上記トレーニング信号の反−信号ケ用
    いてM’181−4ハイブリツドN路の反響路%h、に
    推定すると共e(、送信時にのみ前iceハイブリッド
    回路に供給された曲記送(Th佃号の反巻信号を用いて
    上記推定された反響路特性を修正する反響路推定手段と
    、この手段によシ推定され且つ修正された前NL+・・
    イブリッド回路の反響路%性に従って擬似反響路を形成
    して前記送信信号に幻する擬似反曽佃月を生成する手段
    と、この擬似反暫(e月を前記ハイブリッド回路の受信
    端出カ信号がら減鏝して前記受lTh部に供給する手抜
    と、前i已ハイブリッド回路の反畳路%tq二の変化を
    検出してA+]配ノ・イブリッド回路への前Nj トレ
    ーニング信号の選択供給を制御する十秒とを具備したこ
    とを特徴とする反響打消し装部。
  2. (2)反曽路推ボ手段0、送信部および受@抑に対する
    送受話判定回路を備え、この送受話判定回路が送@信号
    の出力を検出したときにたけ上記透化信号の反響信号を
    用いて推定された反響路特性の修止を行うものである%
    1−珀求の範囲8i41項記載の反VヂJ消し装置。
  3. (3) 送受話判定回路は、送侶信号篭力と受信(N号
    電力との差を求めて送信時全判定するものである特許請
    求の範囲第2駒丘【、載の反曽士J ?la L装部。
  4. (4)  ハイブリ、ド回路の反智路%性の変化ケ検出
    する手段d5、トレーニング信号の反響信号を用いて推
    定さtまた反Iw路特性に使って形成された擬似f51
    91路により生成されyc送伯侶号の擬似反響信号とハ
    イブリッド回路の受侶鼎、出力化号との残鉾侶号−1」
    −配推足された反I#!路特hを送信係号の反響信号を
    用いて修止してなる1し正反曽路特性に従って形成され
    た擬似及智路により生成された送信係号の擬似反智信号
    とTi1l記受信端出力信号との残差信号とを相互に比
    較し、上記残差信号間の電力差がθll定板以上なっノ
    (ことを検出するものである竹Wt詣求の年g囲第1項
    記載の反響打消し装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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