JPS5860835A - 反響打消し装置 - Google Patents

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】 本発明はハイブリッド回路を介して３線４線変換して接
続された回線と送受話器との関の上記ハイブリッドｍ１
ＩＩにおける信号の廻込みを効果的に打消す反響打消し
装置に関する。

電話機等の送受話器はハイブリッド回路を介して４纏３
纏賓換して回線に接続・されるが、回線のインピーダン
ス変動に、よる不整合によって上■送受話器とハイブリ
ッド回路とによりハウリングループが形成されるｏ４？
にハンドフリー臘の拡声電話機にあっては送受話器にお
ける音響艙舎が大きく、しかもハイブリッド回路の嬬込
み減衰量が小さい場合、特に上記ハウリングループ形成
による悪影響が大きい。この為、従来では、この種の送
受話回路にボイススイッチを設けてハウジングの発生を
防止することが行われている。然し乍らボイススイッチ
では通話音声の語頭や１尾が失われ易いと云う欠点を有
しており、これを解決する為に前記ハイブリッド回路の
平衡補償を行ってハウリングマージンをかせ督、一方ボ
イス・スイッチの損失を浅くすることにより鍵述の通話
時の不具合を直すことが試みられている。ところが、こ
の平衡補償を十分に行うには多種類の擬・似平衡回路を
必要とし装置構成が相当大掛りで複雑化する不具合があ
った。

ところで近年、衛凰回線等の長距離回線においてエコー
を打消す為にエコーキャンセラー回路が用いられるよう
になって来ており、このエコーキャンセラー回路を用い
て上記／Ｓイブリッド回路における信号の廻込みを補償
することが試みられている。このエコーキャンセラーＨ
ＩＩを用いた反響打消し装置は例えば第１■に示すよう
に構成される。ハイブリッド回路ｌは駆送受話器とを雪
線４線変換して接続するもので、このハイブリッド回Ｉ
Ｉｚに供給して送ＩＩされる送信信号は一方においてＬ
Ｐｒｆｆｉを介したのちム／Ｄ変換器１にてディジタル
変換されてエコーキャンセラー回路４に入力される。ま
たｌ′％イブリッド回ＩＩｚを介した廻込み信号は、Ｌ
ＰＦｊを介したのちム／Ｄ変換器−にてディジタル変換
されて前記エコーキャンセラー回１！４に入力される。

このエコーキャンセラー回路４は上記ディジタル変換さ
れた送信信号と廻込み信号との廻込み特性を推定し、こ
の推定特性に従って送信信号の廻込み成分を打消すもの
である。しかして、ξの廻込み成分が打消された受信信
号は約変換器１によりアナログ信号に復元されたのもＬ
ＰＦｊを介して受°話−に出力される。

ところで前記エコーキャンセラー回路４は。

基本的にはＩＩ！図に示すようにトランスパーサルフィ
ルタにより実現される。即ち、送信信号Ｘはタップ付遍
延纏（レジスタ）ｘｌに逐次複数タップ分蓄積され、そ
のタップ出力は乗算器１１１〜１１ｎ　にそれぞれ与え
られる。これらの乗算器１１１ｍ−１１ｎにて前記ハイ
ブリッド回路ｌの推定運込み特性であるタップ係数に、
＃ｈｎが上記各タップ出力に乗ぜられ、これらの乗算出
力が加算ｓ１１にて合成されて擬似運込み信号ｙが構成
されてい゛る。この擬似運込み信号７を減算器１４にて
前記ハイブリッド回ｌＩｚを介して廻込んだ信号から除
去することによって、その打消が行われるようになって
いる。またこの減算器１４にて打消されなかった信号成
分、つまり減算器１４の誤差出力上は乗算器ｌ＃を介し
て比例定数１が乗ぜられたのちタップ係数回路ｌ＃に入
力されている。このタップ−ａ置路１ｇにて上記比例定
数ａが乗ぜられた誤差出力と鹸記各タップ出力が乗ぜら
れ、これをサンプル毎に各タップで累積演算して前記タ
ップ係数ｈｓ＃ｈｎ　　が求められて、いる。尚、レジ
スタｒｙ、〜ＩＦｎは上記乗算出力を累積加算処理して
タップ係数を求め、これを保持して前記乗算器１Ｍ、〜
ｌ　！ｎＫ：タツプ係数を与えるものである。

従ってこのようなトランスパーサルフィルタによれば、
成る推定された廻込み特性を示すタップ係数によって廻
込み信号の打消し処理が行われたのち、その誤差出力を
もって上記タップ係数の修正が行われる。そして、タッ
プ係数が収束して前記廻込み特性が正確に推定されたの
ち、この推定特性に従ってハイブリッドｖａｅｓｘを介
した廻込み信号成分の打消しが行われることになる。こ
の廻込み特性の推定演算は例えば最小２乗誤差アルゴリ
ズムに従って行われる。

ここで今、擬似エコーインパルス特性（タップ係数）を
ｈｊ”ｈ（ｊテ）、入力信号系列をｘｊ、出力信号系列
を１３．打消し残留誤差をｅｊとルで示すと、各サンプ
ル毎の上記擬似エコーインパルス４１性の修正は、ｋサ
ンプル°目の修正として１１ｊｘ＝　ｂｊ＋　ｅｌｌ　
”　ｅＫ　−１”　ｘＩＣ−ｊ−１として示される。そ
してこのときの推定エコー信号は η１）ｉ　ｋｌｏＸ　ｊ−ｔ なるたたみ込み形式の式として表現される。そして、こ
のと会の打消し残留誤差信号成分はｅｊ３７ｊ−ｈ＠蒐 ｗ７３−子ｈ１・Ｘ　ｊ、１ 但し、タップ数はＮである。

として示される。従って、このようなエコーキャンセラ
ー回路４を実現するトランスパーサルフィルタにあって
は、信号Ｘが入力されたのち信号ｙが与えられるとき、
その時間遅延量に相当するタップ位置にタップ利得が最
大となるメインタップが生じ、このようなタップ係数列
（推定特性）を用いて擬似廻り込み信号が生成され廻込
み信号が打消されることになる。

ところがこのようなエコーキャンセラー回路４は前述し
たように長距離回線のエコーを打消すことを目的として
開発されたものであり、その信号遅延量は数１０ｍ５ａ
ｌ！にも達し、これ故同定擬似エコー路のインパルス応
答特性も大幅な遅延量（フラットディレィ）を有したも
のとなっている。これに対して拡声電話機のハイブリッ
ド回路ｌにおける廻込み特性の遅延量はさほど大きくな
く、そのエコーインパルス応答のメインタップは、応答
の初頭にあり、フラットディレィは非常に小さい。従っ
てこのような場合、第１図に示される回路のＬＰＦｊ、
＃の遅延量がエコーキャンセラー回路４に対して問題と
なる。仮りに、ＬＰＦｆｆの遅延量が大きいと、エコー
キャンセラー回路４では、入力信号！を得対処する必要
が生′じ、大きな矛盾が生じる・換言すれば、推定特性
のメインタップがレジスタ１１の最初のタップより、前
にあることが要求され、負の遅延を与えなければならな
くなるので、物理的にその実現が不可能となる。

葦発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、上述した不真金を解消して常に
安定にハイブリッド回路における送信信号の廻込み成分
を打消してハウリング等の発生を効果的に防止するよう
にした簡晶で実用性の高い構成の反響打消し装置を提供
することにある。

即ち本発明は、エコーキャンセラー回路に入力される受
信信号が常に確実に送信信号の入力よりも上記エコーキ
ャンセラー回路の一動作タイミング、つまり廻込み特性
推定の１サンプル局期以上達れるよ５にハイブリッド回
路に入力される送信信号あるいはハイブリッド回路から
エコーキャンセラー回路に入力される廻込み信号を遅延
させることによって、エコーキャンセラー回路における
廻込み特性の推定および擬似運込み信号生成の資源化を
図って上述した目的を効果的に遺戒したものである。

またこれによって本発明では、フラットディレィの殆ん
どない廻込み特性に対しても十分に対処して、その悪影
響を未然に防ぐようにした反響打消し装置を提供するも
のである。

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

第３図は第１の実施例装置の概略構成を示す図で、第１
図に示す装置と同一部分には同一符号を付して示しであ
る。この本装置が特徴とするところは、ハイブリッド回
路ｌからエコーキャンセラー回路４に受信信号を導く回
路に遅延回路を設けた点にある。即ち、ＬＰＦｊを介し
たのちム／Ｄ変換器ｄによってディジタル変換された廻
込み信号を遅延すべく、ム／Ｄ変換器−の出力にシフト
レジスタ１１を設け、このシフ）レジスタ２１を介して
上記廻込み信号をエコーキャンセラー回路４に入力する
ようにしている。このシフトレジスタ１１は、前記エコ
ーキャンセラー回路４の一動作タイミング、つまり１サ
ンプル局期分、廻込み信号を遅延するものであって、こ
れによって例えハイブリッド回９６１の廻込み特性のフ
ラットディレィが零であっても、送信信号に対して廻込
み信号が上記１サンプル周期連れてエコーキャンセラー
回路４に入力される゛ようになっている。

このように構成された本装置によれば、エコーキャンセ
ラー回路４は、常に安定に動作し、送信信号を入力して
１サンプル前の廻込み信号との間で推定された廻込み特
性に従って擬似運込み信号を生成し、これと廻込み信号
との差をとることにより廻込み信号成分を打消したのち
、その残留誤差から上記推定運込み特性を修正して次の
サンプルタイミングの打消し処理に備えることになる。

従って推定される廻込み特性（タップ係数）が極めてス
ムーズに収束し、ここに安定した反響打消し、つまりハ
イブリッド回路ｌを介して送信信号の漏れ成分を効果的
に打消すことが可能となる。また廻込み信号の遅延はシ
フトレジスタ１１によりディジタル的に行われ、全帯域
通過の１サンプル遅延が施されることになるので、これ
により歪の発生がない上、構成が簡単である。尚、ここ
では里サンプル遅延につき示したが数サンプル遅延によ
り実現できることも勿論のことである。またこのように
ディジタル的に遅延制御することのみならず、ＬＰＦｊ
に適嶺な全域通過形の遅延特性を付加することも可能で
ある。但しこの場合、サンプル周期に対して正確な整数
倍の遅延時間を設定することが困難であるから、その遅
延時間が少なくともエコーキャンセラー回路−の１サン
プル周期以上となるように回路設計することが必要であ
る。

このように構成された装置のインパルス応答につき説明
すると、送信信号として第４図（１）に示す如きパルス
信号が与えられると、このパルス信号がハイブリッドａ
ｌｌｓを介して嬬込む応れ時間り、はフラットディレィ
を示している。

しかして、上記パルス信号がＬＰＦｊを介してエコーキ
ャンセラー回路４に入力されるときの応答波形は、ＬＰ
Ｆｆｆによる遅れ分り、を含んで第４図（Ｃ）に示すよ
うになり、またＬＰＦｊを介してエコーキャンセラー回
路ｄに入力される廻込み信号はＬＰＦｊの遅れり、を受
けて同図（ｄ）に示すようになる。これらのＬＰＦｊ、
ｊの遅れＤｌ、　Ｄ、　Ｅ比してフラットディレィＤ、
が長い場合には、第４図（Ｃ）　、　（ｄ）にその波形
を示すように、廻込み信号が送信信号に比して十分遅れ
てエコーキャンセラー回路４に与えられるので、ここに
同回路４による廻込み特性の推定が帥記したアルゴリズ
ムに従って正常に行われる。

故に廻込み信号の打消し効果が十分に奏されることにな
る。

これに対して、ハイブリッド回路ｌに射けるフラットデ
ィレィが零の場合、第４０（ｅ）に示すように廻込み信
号は、ＬＰＷＩの遅延Ｄヨのみを受けてエコーキャンセ
ラー回ｗ１−に与えられることになる。このとき上記Ｌ
ＰＦ！、ｊの遅延特性がり、　＞　Ｄ、であるならば、
廻込み信号の入力が先に行われてしまう。このことは、
送信信号および廻込み信号から推定される廻込み特性に
従って作成される擬似運込み信号の出力以前に廻込み信
号が到来する。つまり原因より先に結果が生じると云う
ことになり、正常なタップ修正ができなくなる。この点
、本装置にあっては、シフトレジスタＺＸによって、上
記廻込み信号が時間ｄだけ更に遅延されてエコーキャン
セラー回路４に入力されるので、上記エコーキャンセラ
ー回路４の動作に必要な送信信号と廻込み信号とが正常
な時間関係となる。故に本装置では、ハイブリッド回路
２のフラットディレィが殆んどない場合でも、上記ハイ
ブリッド回路ｌの廻込み特性で正確に推定して、その廻
込み成分の効果的な打消しが行われる。

またこのような遅れり、　、　Ｄ、については、ＬＩ’
Ｆ！、ｊの設計により、ＤＩ＜Ｄ、なる関係に定めれば
よいことは云うまでもない。ところがこのようにＬＰＦ
ｆｆ、ｊを設計することは各種制約から非常に困難であ
るが、上述したようにディジタル変換゛した時点でこれ
を違、延制御するようにすれば簡易に実現することがで
き、実用上極めて好ましい。　　゛ ところで、上記した装置は、廻込み信号成分をディジタ
ルレベルで打消したのち、その出力信号をアナログ変換
して受話器に導くように構成されたものであるが、この
廻込み信号の打消し処理をアナログ的に実行するように
してもよい。第５図は、このアナログ形の引算器を用い
て構成された本発明の第２の実施例装置を示す概略構成
図である。この装置では、ディジタル変換してエコーキ
ャンセラー回路４に供給される送信信号を取出し、これ
をシフトレジスタ１ｊを介して！サンプル遅延したのち
、Ｖム変換器２１によりアナログ信号に復元し、ＬＰＷ
Ｉ４を介してハイブリッド回路ｌに供給するように構成
される。またハイブリッド回路１を介した廻込み信号は
、アナログ形の引算器ＩＩにより打消されたのち受信側
に出力されるようになっている。エコーキャンセラー回
路４は、この引算器２５の出力をＬＰＦＭ、ム／Ｄ変換
器Ｃを介して入力し、先に入力された送信信号との間で
ハイブリッド回路１における廻込み４１１性を推定し、
この推定特性に従って生成された擬似ｍ−６み信号をＤ
／ム変換＠２ｇ、Ｌｉ’Ｆｆｒを介して―配別算器２ｓ
に与えている。これによって引算＠　ｊ　Ｍは、ハイブ
リッド回路ｌを介した送信信号の廻込み信号中から上記
擬似両送み信号を減算し、廻込み信号成分を打消した受
信信号を得ている。

このように構成された装置では、送信信号はエコーキャ
ンセラー回Ｗ＆４に入力されたのち、ディジタル的に全
帯域通過形の遅延処理がシフトレジスタ２２によって施
されたのちハイブリッド回路ｌを介して送信される。従
ってこのハイブリッド回路２か・ら漏れて受信側に廻込
む送信信号成分自体、前記エコーキャンセラー回路ので
、ここにエコーキャンセラー回路４の安定した廻込み特
性の推定が行われることになる。

故に、１先の実施例と同様に安定した廻込み信号の打消
しが行われることになる。

また全帯域通過形のアナログ遅延線を受信側に設けても
よいことは勿論のことである。

以上、本発明に係る反響打消し装置のいくつかの基本構
成と、その作用につき説明した。しかし、本装置をハー
ド的に実現するに際しては、エコーキャンセラー回路−
の信号入力を時分割形式として、ム／Ｄ変換およびＤ／
ム変換の構成を簡略化することが好ましい。第６図（１
）〜（１）はこの時分割処理を行う場合の動作タイミン
グを示すものである。即ち、エコーキャンセラー回路４
の１サンプル期間１Ｔを第６図（鳳）に示すように２つ
に区分し、同図（ｂ）に示される時分割多重化されて入
力される送信信号および廻込み信号を同図（Ｃ１、（ｄ
）にそれぞれ示すようにしてサンプリングして取込む。

そして、第６図（６）に示す１゛サンプル的に求められ
た打消し残ｉＩｒ誤差のデータを同図（ｆ）に示すタイ
ミングで取出し、同ＩＩ　（ｇ）に示す送信信号のタッ
プ出力との間で演算を行って推定特性の修正値を同図（
ｆ）の如く求める。

そして、この信号に第６図（ｉ）に示すように推定運込
み特性を１サンプル毎に修正していくようにすればよい
。

このようにすれば、例えばレジスタに送信信号を取込ん
だのち番こは、これを保持して廻込み特性の推定演算に
用い、この間に廻込み信号を取込めばよいので、ム／Ｄ
ａ換器の構成を簡略化することができる。しかもこのよ
うな多重化処理の場合、廻込み信号の入力タイミングが
ｉサイクル遅れることになるので、等価的に同じサンプ
ル区間を考えるとフラットディレィが殆んどないよき、
ｍ込み信号が進むことになるが、前記したようにシフト
レジスタ２１によって廻込み信号が１サンプル以上遅延
されているので。

上記したような不具合が生じることがない。即ち、この
よ５な多重化処理を行う場合、時分割な信号入力によっ
て等価的に廻込み信号の入力が進むので、前記したシフ
トレジスタによる遅延処理が、エコーキャンセラー回路
４の動作安定化を図る上で大きく貢献する。

以上詳述したように本発明によれば、ハイブリッド回路
に接続されてその廻込み特性を推定し、この推定特性に
従って廻込み成分を打消すエコーキャンセラー回路に対
して、上記推定に用いる送信信号に比してその廻込み成
分の入力を遅延により１サンプル以上遅らせるので、エ
コーキャンセラー回路の安定した動作を行わしめること
ができる。従ってハイブリッド回路におけるフラットデ
ィレィが殆んどない場合でもその廻込み成分を効果的に
抑えて、ハウリング等の発生を確実に防止できる等の絶
大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示す構成図、第２図はエコー
キャンセラー回路の基本的な構成図、第３図は本発明の
一実施例装置の概略構成図、第４図（１）〜（ｅ）は本
装置における信号のインパルス応答を示す図、第２図は
本発明の別の実施例装置の概略構成図、第６図（ａ）〜
（１）は本発明の更に別の実施例を示す動作タイミング
図で゛ある。 ｌ・・・ハイブリッド回路、２，１５．ｌ・・・Ｉ、　
Ｐ　Ｆ。 １、ｄ・・・ム／Ｄ変換器、４・・・エコーキャンセラ
ー回路、！・・・Ｄ／ム変換器、１１・・・タップ何遍
延線、１１１１−ＩＭｎ・・・乗算器、１１・・・加算
器、１４・・・減算器、１５・・・乗算器、１　ｇ−・
・タップ係数器、ＺＦｌ＃ＺＦｎ−・・レジスタ、ｚｘ
、ｚｚ−・・シフトレジスタ、１１．１６・・・Ｄ／ム
変換器、２４、Ｍｒ・・・ＬＰＦ、２１・・・減算器。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦オ 才１図 才２図 ｇｌＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回線と送受ｌ１ｔＩＩとを接続するハイプサッｙＨ路に
   並列的に設けられて送話器の送信信号と上記ハイブリッ
   ドａ賂を介した廻込み信号とから上記ハイブリッド回路
   の廻込み特性を一定し、この推定＊＊に従って前記ハイ
   ブリッドＩＩＩＩを介した送信信号の廻込み成分を打消
   すエコーキャンセラーＨｓと、前記送話器からへイブリ
   ッド回路に導く送信信号あるいは前記ハイスリッド回路
   からエコーキャンセラー回路に導く受信信号を前記エコ
   ーキャンセラー回路の一動作タイミング以上達延する違
   Ｉ！回路とを真備したことを特徴とする反響打消し装置
   。