KR20000057739A - Subband echo canceller and method therefor - Google Patents

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KR20000057739A
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KR
South Korea
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subband
adaptive
echo
adaptation
signal
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Application number
KR1020000001115A
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Korean (ko)
Inventor
리톰훙
맥래프린마이클
Original Assignee
비센트 비.인그라시아
모토로라 인코포레이티드
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    • HELECTRICITY
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    • H04B7/015Reducing echo effects
    • HELECTRICITY
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    • 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

Abstract

PURPOSE: A subband echo canceler and a method therefor are provided to decrease a complexity of an echo eraser by adapting subbands having a low echo residual energy during a short efficient sampling instant. CONSTITUTION: An analyzing filter(220) splits a full-band far-end signal on a bus(101) into the M number of adjacent subband far-end signals of output terminals(221-223). An analyzing filter(242) splits a full-band near-end signal on a bus(103) into the M number of adjacent subband near-end signals of output terminals(210-212). A synthesizing filter(230) combines the M number of subband echo-removed signals of output terminals(260-262) as a full-band echo-removed signal on a bus(105). The M number of adaptive filters(201-203) remove an echo signal from the M number of adjacent subband near-end signals of output terminals(210-212). An adaptive speed controller(240) outputs the M number of adaptive speed control signals of output terminals(241-243) to the M number of adaptive filters(201-203).

Description

서브대역 에코 소거기 및 그 방법{SUBBAND ECHO CANCELLER AND METHOD THEREFOR}Subband echo canceller and its method {SUBBAND ECHO CANCELLER AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 일반적으로 쌍방향 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 그 서브대역 에코 소거기에 관한 것이다.The present invention relates generally to two-way communication systems, and more particularly to subband echo cancellers thereof.

에코 소거에 대한 필요성은 많은 전이중 통신 시스템에서 부각하고 있다. 신뢰성있는 에코 소거에 대한 필요성이 존재하는 하나의 특정 상황은, 셀룰러 무선전화 장치 및 원거리 회의 장치의 전이중 핸즈-프리 동작(full-duplex hands-free)이다. 이러한 장치들의 핸즈-프리 동작 동안에, 스피커로부터의 신호들은 다양한 음향 경로를 통해 마이크로폰에 피드백되고, 원래의 스피커에 도달하기 전에 지연된다. 이들 피드백 신호들은 에코 신호로서 원단 사용자(far-end user)에 의해 인식된다. 흔히 음향 에코라 하는 에코 신호는 쌍방향 통신에 가입한 참여자에게 매우 불편을 끼치고 제거하기 곤란하다.The need for echo cancellation is emerging in many full duplex communication systems. One particular situation in which there is a need for reliable echo cancellation is full-duplex hands-free operation of cellular radiotelephone devices and teleconferencing devices. During hands-free operation of these devices, signals from the speaker are fed back to the microphone through various acoustic paths and delayed before reaching the original speaker. These feedback signals are recognized by the far-end user as echo signals. An echo signal, often called an acoustic echo, is very inconvenient and difficult to remove for participants participating in two-way communication.

에코 신호를 제거하기 위한 가장 효과적인 해결방안중 하나는 적응 필터를 갖는 에코 소거기를 사용하는 것이다. 최소 평균 제곱법(LMS) 적응 필터는 사용되는 가장 일반적인 형태의 필터이다. LMS 필터는 적응 조정 계수를 통해 에코 경로를 모델링하는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터이다. 필터의 계수는 핸즈-프리 통신 장치의 확성기를 구동시키는 원단 신호 및 핸즈-프리 통신 장치의 마이크로폰으로부터 출력되는 근단(near-end) 신호를 사용하여 적응성있게 트레이닝된다. 핸즈-프리 장치에서, 적응 필터는 원단 신호로부터 음향 에코의 복제를 적응성있게 합성하며, 이 복제는 근단에서 마이크로폰에 의해 출력된 근단 신호로부터 감산된다. 그 결과는 원단에 더 송신된 실질적인 에코-프리 신호이다.One of the most effective solutions for removing echo signals is to use an echo canceller with an adaptive filter. Least Mean Squared (LMS) adaptive filters are the most common form of filters used. LMS filters are finite impulse response (FIR) filters that model echo paths through adaptive adjustment coefficients. The coefficients of the filter are adaptively trained using the far-end signal that drives the loudspeaker of the hands-free communication device and the near-end signal output from the microphone of the hands-free communication device. In a hands-free device, the adaptive filter adaptively synthesizes a replica of the acoustic echo from the far-end signal, which is subtracted from the near-end signal output by the microphone at the near-end. The result is a substantial echo-free signal transmitted further to the far end.

서브대역 에코 소거 회로는 에코 경로가 긴 환경하에서 사용되어 왔다. 이 회로에서, 원단 신호는 신호 세트로 분할(segment)되고, 그 각각은 하나의 서브대역에서 원단 신호의 일부를 나타낸다. 근단 신호도 원단 신호와 동일한 방식으로 분할된다. 원단 신호를 서브대역으로 분할하는데는 다양한 방식이 있다. 기본 방법은 필터 뱅크(filter bank)를 사용하여 송신 신호의 전 대역을 인접한 세그먼트로 분리하는 것이다. 각 필터의 출력은 그 서브대역으로부터의 신호이다. 따라서, 각각의 서브대역에 대해서, 원단 및 근단 신호에 대응하는 한쌍의 신호가 얻어진다.Subband echo cancellation circuits have been used in environments with long echo paths. In this circuit, the far-end signal is segmented into a set of signals, each representing a portion of the far-end signal in one subband. The near-end signal is also divided in the same way as the far-end signal. There are various ways to divide the far-end signal into subbands. The basic method is to use a filter bank to split the entire band of the transmitted signal into adjacent segments. The output of each filter is the signal from its subband. Thus, for each subband, a pair of signals corresponding to the far-end and near-end signals are obtained.

서브대역 에코 소거기는 각각의 서브대역에 대한 에코 소거기를 포함한다. 각각의 에코 소거기에 대해서는 각각의 적응 필터가 구비된다. 에코 소거는 시간-영역 또는 주파수-영역에서 수행된다. 각각의 서브대역 에코 소거기에 의해 생성된 에코-소거된 신호는 합성 필터를 사용하여 전-대역 근단 신호로 조합된다. 적응 서브대역 필터링은 성능 강화 및 복잡성 감소 모두를 실현하기 위해 효율적인 방식을 제공한다.The subband echo canceller includes an echo canceller for each subband. Each echo canceller is equipped with a respective adaptive filter. Echo cancellation is performed in the time-domain or the frequency-domain. The echo-cleared signal generated by each subband echo canceller is combined into a full-band near-end signal using a synthesis filter. Adaptive subband filtering provides an efficient way to realize both performance enhancement and complexity reduction.

스티븐 엘. 게이(Steven L. Gay)에게 허여된 발명의 명칭이 "SUBBAND ECHO CANCELLER INCLUDING REAL-TIME ALLOCATION AMONG THE SUBBANDS"인 미국 특허 제5,001,701호는이러한 서브대역 에코 소거기의 성능을 개선하는 방법을 제안하였다. 이 특허에서는, 에코 소거에 이용가능한 총 계산 자원은 고정되어 있지 않는 것으로 가정한다. 보다 큰 적응 필터 비정렬을 갖는 서브대역과 연관된 에코 소거기는 전체 서브대역 에코 소거기의 가장 빠른 수렴을 실현하기 위해 보다 작은 적응 필터 비정렬을 갖는 서브대역에서의 에코 소거기들보다 초당 보다 많은 이터레이션(iteration)이 제공된다. 적응 필터의 비정렬은 현재 및 과거의 필터 계수 간의 차이의 가중된 노옴(norm)이다.Stephen L. U.S. Patent No. 5,001,701, entitled "SUBBAND ECHO CANCELLER INCLUDING REAL-TIME ALLOCATION AMONG THE SUBBANDS," to Steven L. Gay, proposed a method for improving the performance of such a subband echo canceller. In this patent, it is assumed that the total computational resources available for echo cancellation are not fixed. Echo cancellers associated with subbands with larger adaptive filter misalignment are more per second than echo cancellers in subbands with smaller adaptive filter misalignment to realize the fastest convergence of the entire subband echo canceller. Iteration is provided. The misalignment of the adaptive filter is a weighted norm of the difference between the current and past filter coefficients.

이러한 서브대역 에코 소거 기술이 음향 에코 소거기의 계산상 복잡성을 감소시키지만, 일부 응용예에서는 이러한 계산상의 복잡성이 여전히 매우 높게 나타난다. 서브대역 음향 에코 소거기의 계산상 복잡성의 추가 감소는 많은 응용예의 전제조건에 상응하는데 필요하게 된다. 또한, 사용자가 인식한 전체 성능을 유지하면서 계산상의 복잡성을 가급적 많이 감소시키는 것이 바람직하다.Although this subband echo cancellation technique reduces the computational complexity of the acoustic echo canceller, in some applications such computational complexity is still very high. Further reduction in the computational complexity of the subband acoustic echo canceller is necessary to meet the requirements of many applications. In addition, it is desirable to reduce the computational complexity as much as possible while maintaining the overall performance recognized by the user.

본 발명은, 복수의 서브대역 각각내의 에코 잔여 에너지를 결정하는 단계, 상기 각각의 서브대역내의 에코 잔여 에너지의 함수로서 각각의 서브대역과 연관된 적응 필터에 각각의 적응 속도를 지정하는 단계, 및 상기 서브대역에 선택된 상기 각각의 적응 속도로 적응 필터의 계수를 갱신하는 단계를 포함하는, 서브대역 에코 소거기의 적응 필터의 동작 방법을 특징으로 한다.The present invention is directed to determining echo residual energy in each of a plurality of subbands, assigning each adaptation rate to an adaptive filter associated with each subband as a function of echo residual energy in each subband, and And updating the coefficients of the adaptive filter at the respective adaptive rates selected in the subbands.

또한, 본 발명은, 복수의 서브대역과 연관된 복수의 적응 필터, 및 상기 복수의 적응 필터에 결합된 적응 속도 제어기를 포함하되, 상기 적응 속도 제어기는 각각의 서브대역내의 에코 잔여 에너지를 측정하고, 보다 높은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역들에 정상의 적응 속도를 지정하고 보다 낮은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역들에 느린 적응 속도를 지정하는 것을 특징으로 하는 서브대역 에코 소거기를 특징으로 한다.The present invention also includes a plurality of adaptive filters associated with a plurality of subbands, and an adaptive speed controller coupled to the plurality of adaptive filters, wherein the adaptive speed controller measures echo residual energy in each subband, A subband echo canceller characterized by assigning a normal adaptation rate to subbands with higher echo residual energy and a slow adaptation rate to subbands with lower echo residual energy.

도 1은 서브대역 에코 소거기를 사용하는 전-이중 통신 장치를 도시한 회로 개략도.1 is a circuit schematic diagram illustrating a full-duplex communication apparatus using a subband echo canceller.

도 2는 전-이중 통신용 서브대역 에코 소거기를 도시한 회로 개략도.2 is a circuit schematic showing a subband echo canceller for full-duplex communication.

도 3은 서브대역 에코 소거기용 적응성 속도 제어 장치를 도시한 개략도.3 is a schematic diagram illustrating an adaptive speed control apparatus for a subband echo canceller.

도 4는 적응성 속도 제어 장치내의 잔여 에너지 계산기를 도시한 회로 개략도.4 is a circuit schematic showing a residual energy calculator in an adaptive speed control device.

도 5는 하나의 서브대역에 대한 적응 필터를 도시한 회로 개략도.5 is a circuit schematic diagram illustrating an adaptive filter for one subband.

도 6은 적응 필터 제어 장치를 도시한 개략도.6 is a schematic diagram showing an adaptive filter control device.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.<Description of the symbols for the main parts of the drawings.

101: A/D 변환기101: A / D converter

102: 스피커102: speaker

103: 출력단103: output stage

104: 마이크로폰104: microphone

105: 출력단105: output stage

106, 112: A/D 변환기106, 112: A / D converter

108, 110: D/A 변환기108, 110: D / A converter

114: 트랜시버114: Transceiver

116: 안테나116: antenna

개별 서브대역에서 적응 필터링을 이용함으로써, 서브대역 에코 소거 기술은 장치의 계산 자원을 보다 효율성있게 사용할 기회를 제공한다. 효율적인 적응 방법은 전체 사용자가 인식한 성능을 유지하면서 가급적 많은 계산상의 복잡성을 감소시킨다. 이 방법은 높은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역들을 식별한다. 높은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역인 경우, 적응성은 정상 속도로 발생한다. 다른 서브대역들은 보다 낮은 속도로 적응한다. 이 적응성은 모든 서브대역에 걸쳐 에코 소거를 제공하지만, 종래의 에코 소거기보다는 보다 효율적으로 수행한다. 기술 분야의 당업자는 기술된 실시예에서, 시간-영역 적응 필터링이 그 구조상의 간단함과 개념상의 명확함으로 인하여 사용되고 있지만, 다른 형식의 적응 필터링이 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.By using adaptive filtering in the individual subbands, the subband echo cancellation technique provides an opportunity to use the computational resources of the device more efficiently. An efficient adaptation method reduces as much computational complexity as possible while maintaining the performance perceived by the entire user. This method identifies subbands with high echo residual energy. For subbands with high echo residual energy, adaptability occurs at normal speed. The other subbands adapt at lower speeds. This adaptability provides echo cancellation across all subbands, but performs more efficiently than conventional echo cancellers. Those skilled in the art will appreciate that in the described embodiments, time-domain adaptive filtering is used because of its structural simplicity and conceptual clarity, but other forms of adaptive filtering may be used.

사람은 높은 에너지를 갖는 서브대역 신호로부터 에코 왜란을 인식하기 때문에, 사용자가 인식하는 규정에 기초하여 계산상 복잡함이 감소된다. 일부 서브대역들은 우세한 에너지를 갖는 에코 잔여 신호를 생성할 것이라는 것이 밝혀져 있다. 보다 낮은 에코 잔여 에너지를 갖는 다른 서브대역에서의 적응 필터 계수는 보다 낮은 속도로 적응하는 한편, 보다 높은 에코 잔여 에너지를 갖는 다른 서브대역에서의 적응 필터 계수는 정상 속도로 적응한다. 일부 서브대역만이 높은 에코 잔여 에너지를 갖기 때문에, 대부분의 서브대역은 낮은 에코 잔여 에너지를 가져 보다 느린 속도 적응한다.Since a person recognizes echo disturbances from a high energy subband signal, computational complexity is reduced based on the rules that the user recognizes. It has been found that some subbands will produce an echo residual signal with dominant energy. Adaptive filter coefficients in other subbands with lower echo residual energy adapt at lower speeds, while adaptive filter coefficients in other subbands with higher echo residual energy adapt at normal speeds. Since only some subbands have high echo residual energy, most subbands have low echo residual energy to adapt at slower speeds.

에코 소거기는, 적응 필터의 계수 적응은 전체 서브대역 에코 소거기의 계산상의 복잡함을 크게 감소시키는 일부 서브대역에서만 정상 속도임에 따라 매우 효율적이다. 본 발명은 서브대역에 걸쳐 에코를 균일하게 억제하기 위해 다른 서브대역에서 적응 필터에 대하여 다른 적응 속도를 사용함으로써 얻어진 효율성에 유리하다. 에코 소거를 수행하는 가장 효율적인 방법은 모든 서브대역에서 균일하게 에코를 억제하는 것이다.The echo canceller is very efficient as the coefficient adaptation of the adaptive filter is normal speed only in some subbands, which greatly reduces the computational complexity of the entire subband echo canceller. The present invention is advantageous for the efficiency obtained by using different adaptation rates for adaptive filters in other subbands to uniformly suppress echoes across the subbands. The most efficient way to perform echo cancellation is to suppress the echo uniformly in all subbands.

서브대역 음향 에코 소거기(120)(도 1)는 핸즈-프리 동작을 개선하기 위하여 쌍방향 통신 장치(100)에서 이용된다. 전-이중 통신 장치(100)는 핸즈-프리 장치로서 도시되어 있고, 핸즈-프리 무선전화, 핸즈-프리 원거리 회의 장치, 핸즈-프리 위성 전화, 핸즈-프리 무선 전화, 개인용 컴퓨터(PC) 멀티미디어 통신 장치, 또는 임의의 다른 안정한 통신 장치일 수 있다. 통신 장치(100)는 원격지로부터 원격 신호(원단 신호)를 수신하고 로컬 신호(근단 신호)를 원격지로 송신하는 트랜시버(114)를 포함한다.Subband acoustic echo canceller 120 (FIG. 1) is used in bidirectional communication device 100 to improve hands-free operation. Full-duplex communication device 100 is shown as a hands-free device, a hands-free radiotelephone, hands-free teleconference device, hands-free satellite phone, hands-free radiotelephone, personal computer (PC) multimedia communication Device, or any other stable communication device. The communication device 100 includes a transceiver 114 that receives a remote signal (far-end signal) from a remote location and transmits a local signal (near end signal) to the remote site.

트랜시버는 케이블, 광학, 무선, 유선 또는 위성 통신용의 안정한 임의의 트랜시버일 수 있으며, 그 동작은 기술 분야의 당업자에게 널리 공지되어 있고 본 명세서에서는 간결성을 위해 보다 상세한 설명은 하지 않는다. 기술된 실시예에서, 트랜시버(114)는 셀룰러 시스템에서 무선 통신용 안테나(116)에 결합된다. 트랜시버(114)는 D/A 변환기(110)에 의해 출력된 에코-소거된 근단 신호를 안테나(116)를 거쳐 원단 통신 장치에 송신하고 안테나(116)에 의해 검파된 원격 장치로부터 수신된 신호를 A/D 변환기(112)에 입력한다.The transceiver may be any transceiver that is stable for cable, optical, wireless, wired or satellite communications, the operation of which is well known to those skilled in the art and no further details are described herein for brevity. In the described embodiment, the transceiver 114 is coupled to the antenna 116 for wireless communication in a cellular system. The transceiver 114 transmits the echo-erased near-end signal output by the D / A converter 110 to the far end communication device via the antenna 116 and receives the signal received from the remote device detected by the antenna 116. Input to A / D converter 112.

수신 경로는 아날로그-디지털(A/D) 변환기(112) 및 확성기(102)에 접속된 디지털-아날로그(D/A) 변환기(108)를 포함한다. 트랜시버(114) 출력은 서브대역 에코 소거기(120)용 A/D 변환기(112)에서 디지털 신호로 변환된다. 디지털-아날로그(D/A) 변환기(108)는 디지털화된 원단 신호를 로컬 확성기(102)를 구동시키는 아날로그 포맷으로 변환시킨다.The receive path includes an analog-to-digital (A / D) converter 112 and a digital-to-analog (D / A) converter 108 connected to the loudspeaker 102. The transceiver 114 output is converted into a digital signal at the A / D converter 112 for the subband echo canceller 120. The digital-to-analog (D / A) converter 108 converts the digitized far end signal into an analog format that drives the local loudspeaker 102.

송신 경로는 원격지로의 송신을 위하여 로컬 음향 신호를 전기 신호로 변환시키는 마이크로폰(104)을 포함하고, A/D 변환기(106)는 마이크로폰 전기 신호를 서브대역 음향 에코 소거기(120)에 공급된 디지털 신호로 변환시킨다. 서브대역 음향 에코 소거기(120)로부터 출력된 에코-소거된 신호는 트랜시버(104)를 거쳐 송신하기 위하여 D/A 변환기(110)에서 아날로그 포맷으로 변환된다.The transmission path includes a microphone 104 that converts the local acoustic signal into an electrical signal for transmission to a remote location, and the A / D converter 106 supplies the microphone electrical signal to the subband acoustic echo canceller 120. Convert to a digital signal. The echo-erased signal output from the subband acoustic echo canceller 120 is converted to an analog format by the D / A converter 110 for transmission via the transceiver 104.

기술 분야의 당업자는, A/D 변환기(112) 및 D/A 변환기(110)가 아날로그 시스템에서 사용된다는 것을 알 것이다. 대안적으로, 디지털 구현시 A/D 변환기(112)는 스피치 디코더에 의해 대체되고, D/A 변환기(110)는 스피치 인코더에 의해 대체된다. 예를 들면, 변환기(112 및 110)는 이동 통신용 글로벌 시스템(GSM) 또는 종합 서비스 디지털망(ISDN)용 통신 장치에서 디지털 인터페이스의 스피치 디코더 및 인코더일 수 있다. 안테나(116) 및 트랜시버(114)의 조합이 유선 또는 광 통신 시스템에 대한 응용과 같이, 일부 응용에서는 네크워크 인터페이스 장치에 의해 대체될 수 있다는 것을 또한 알아야 한다.Those skilled in the art will appreciate that A / D converter 112 and D / A converter 110 are used in analog systems. Alternatively, in a digital implementation the A / D converter 112 is replaced by a speech decoder and the D / A converter 110 is replaced by a speech encoder. For example, transducers 112 and 110 may be speech decoders and encoders of digital interfaces in a communications device for Global System for Mobile Communications (GSM) or Integrated Services Digital Network (ISDN). It should also be appreciated that the combination of antenna 116 and transceiver 114 may be replaced by a network interface device in some applications, such as for wired or optical communication systems.

동작시, A/D 변환기(112)의 출력단(101)에서의 디지털 형식인 원단 보이스 신호, x(n)는 확성기(102)를 구동시키기 위해 아날로그 신호를 발생시키는 D/A 변환기(108)로 입력된다. 스피커(102)에 의해 출력된 원단 신호의 일부는 마이크로폰(104)에 의해 근단 가청 신호로 검파되어 D/A 변환기(106)에서 디지털 포맷으로 변환된다. 출력단(103)에서의 최종 근단 신호 y(n)는 서브대역 음향 에코 소거기(120)에의 입력이다. 디지털 형식의 에코-소거된 스피치 신호 r(n)은 서브대역 음향 에코 소거기(120)의 출력단(105)에 출력되고 D/A 변환기(110)에 입력된다.In operation, the far-end voice signal, x (n), in digital form at the output 101 of the A / D converter 112, is to the D / A converter 108 which generates an analog signal to drive the loudspeaker 102. Is entered. A portion of the far-end signal output by the speaker 102 is detected by the microphone 104 as a near-end audible signal and converted into a digital format by the D / A converter 106. The final near-end signal y (n) at output 103 is the input to subband acoustic echo canceller 120. The digital-type echo-cleared speech signal r (n) is output to the output terminal 105 of the subband acoustic echo canceller 120 and input to the D / A converter 110.

서브대역 음향 에코 소거기(120)는 디지털 신호 프로세서(DSP), 마이크로프로세서, 프로그램가능한 논리 장치 등에서 구현될 수 있다. 서브대역 음향 에코 소거기(120)는 버스(101)상의 전-대역 원단 신호 x(n)을 출력단(221-223)의 M개의 인접한 서브대역 원단 신호 x1(n) 내지 xM(n)으로 분해하는 분석 필터(220)(도 2), 버스(103)상의 전-대역 근단 신호 y(n)을 출력단(210-212)의 M개의 인접한 서브대역 근단 신호 y1(n) 내지 yM(n)으로 분해하는 분석 필터(242), 및 출력단(260-262)의 M개의 서브대역 에코-소거된 신호 r1(n) 내지 rM(n)을 버스(105)상의 전-대역 에코-소거된 신호 r(n)으로 조합하는 합성 필터(230)를 포함한다. M개의 적응 필터(201-203)는 출력단(210-212)의 M개의 인접한 서브대역 근단 신호 y1(n) 내지 yM(n)에서 에코 신호를 소거하는데 이용되고, 적응 속도 제어기(240)는 출력단(241-243)의 M개의 적응 속도 제어 신호 s1(n) 내지 sM(n)을 M개의 적응 필터(201 내지 203)에 출력한다. 서브대역 신호용 시간 인덱스 n은 전 대역 신호용 시간 인덱스 n과 동일하거나 동일하지 않을 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 서브대역 신호용 시간 인덱스(샘플링 간격)는 전 대역 신호용 시간 인덱스에 비해 보다 작은 간격일 수 있으므로, 적응이 서브대역 에코 소거기에서 보다 자주 발생한다는 것을 알아야 한다.Subband acoustic echo canceller 120 may be implemented in a digital signal processor (DSP), a microprocessor, a programmable logic device, or the like. Subband acoustic echo canceller 120 transmits the full-band far-end signal x (n) on bus 101 to the M adjacent subband far-end signals x 1 (n) to x M (n) at output stages 221-223. Analytical filter 220 (FIG. 2), which decomposes the full-band near-end signal y (n) on bus 103 into M adjacent subband near-end signals y 1 (n) to y M of outputs 210-212. an analysis filter 242 that decomposes into (n), and the M subband echo-erased signals r 1 (n) to r M (n) of the output stages 260-262 are full-band echoes on the bus 105. A synthesis filter 230 which combines the erased signal r (n). M adaptive filters 201-203 are used to cancel echo signals at the M adjacent subband near-end signals y 1 (n) to y M (n) of outputs 210-212, and adaptive speed controller 240 is used. Outputs M adaptive speed control signals s 1 (n) to s M (n) of the output terminals 241-243 to the M adaptive filters 201 to 203. Note that the time index n for the subband signal may or may not be the same as the time index n for the full band signal. For example, it should be noted that the adaptation occurs more often in the subband echo canceller because the time index (sampling interval) for the subband signal may be a smaller interval than the time index for the fullband signal.

이상적으로는, 분석 필터(220, 242)는, 각각의 서브대역 신호가 주파수-영역에서 인접한 서브대역과 중첩하지 않는 M개의 서브대역 신호를 출력한다. 그러나, 인접한 서브대역들 간의 절대 격리가 매우 곤란하기 때문에, 일부 작은 중첩이 허용된다. 이는 중첩이 작은 한 음향 에코 소거기의 성능에는 그다지 영향을 미치지 않을 것이다.Ideally, analysis filters 220 and 242 output M subband signals where each subband signal does not overlap with an adjacent subband in the frequency-domain. However, since absolute isolation between adjacent subbands is very difficult, some small overlap is allowed. This will not affect the performance of the acoustic echo canceller as long as the overlap is small.

게다가, 분석 필터(220, 242)의 동작에 완전하게 반대인 합성 필터(230)의 동작은 실제 구현하는데 있어 어렵거나 매우 비용이 비쌀 것이다. 결국, 이상적으로 합성 필터의 출력 신호가 합성 필터에 입력되는 신호의 지연 버전일 수 있지만, 실제로 보다 간단히 설계하고 계산상의 복잡함을 감소시키기 위해 소량의 크기 및 위상 왜곡은 허용된다.In addition, the operation of synthesis filter 230, which is completely opposite to the operation of analysis filters 220 and 242, will be difficult or very expensive to implement in practice. After all, ideally the output signal of the synthesis filter may be a delayed version of the signal input to the synthesis filter, but in practice a small amount of magnitude and phase distortion is allowed to simplify the design and reduce computational complexity.

분석 필터(220, 242) 및 합성 필터(230)를 구현하는 다양한 방식이 있다. 이러한 구현들은 기술 분야의 당업자에게 널리 공지되어 있으며, 간결함을 위해 본 명세서에서는 더 이상 설명하지 않는다.There are various ways of implementing the analysis filter 220, 242 and the synthesis filter 230. Such implementations are well known to those skilled in the art and are not described herein any further for the sake of brevity.

적응 필터(201)(도 2)는 서브대역 1에서 출력단(210)의 근단 신호 y1(n)의 에코 신호를 소거하는데 사용되고, 적응 필터(202)는 서브대역 2에서 출력단(211)의 근단 신호 y2(n)의 에코 신호를 소거하는데 사용되고, 적응 필터(203)는 M개의 서브대역에서 출력단(212)의 근단 신호 yM(n)의 에코 신호를 소거하는데 사용된다. 적응 필터(201 내지 203)는 예를 들면 LMS 또는 RLS 알고리즘일 수 있다. 분석 필터(220, 242), 및 합성 필터(230), 및 적응 필터(201 내지 203)는 시간-영역 또는 주파수-영역에서 구현될 수 있다.The adaptive filter 201 (FIG. 2) is used to cancel the echo signal of the near-end signal y 1 (n) of the output terminal 210 in subband 1, and the adaptive filter 202 is the near end of the output terminal 211 in subband 2. An adaptive filter 203 is used to cancel an echo signal of the signal y 2 (n), and an adaptive filter 203 is used to cancel an echo signal of the near end signal y M (n) of the output terminal 212 in M subbands. Adaptive filters 201 to 203 may be, for example, LMS or RLS algorithms. The analysis filters 220, 242, the synthesis filter 230, and the adaptive filters 201-203 may be implemented in the time-domain or the frequency-domain.

이 동작은 각각의 적응 필터(201 내지 203)에 대하여 LMS 알고리즘을 사용하여 시간-영역 시스템에 관하여 기술되고, 서브대역의 개수 M은 32이다(3개의 적응 필터(201-203)가 도 2에 도시되어 있지만, 기술 분야의 당업자는 추가의 29개의 적응 필터가 32개의 서브대역을 갖는 실시예에서 다른 29개의 서브대역에 제공된다는 것을 알 것이다). LMS 적응 필터는 그 간결성과 강력한 성능으로 인해 널리 사용되고 있다. M개의 적응 필터는 구현에 따라 다르거나 동일할 수 있다. 모든 M개의 적응 필터에 대하여 동일한 구조를 사용함으로써, 시스템은 DSP 프로세서의 프로그램 재사용 또는 다른 하드웨어를 사용한 M개의 적응 필터 구현을 위한 하나의 회로 구현에 유리할 수 있다. 각각의 적응 필터(201-203)는 에코 추정치를 발생시키는 조정가능한 계수를 갖는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터, 에코-소거된 신호를 발생시키는 감산기, 및 그 계수를 갱신하는 제어 장치를 포함한다.This operation is described for a time-domain system using the LMS algorithm for each adaptive filter 201-203, and the number M of subbands is 32 (three adaptive filters 201-203 are shown in FIG. 2). Although shown, those skilled in the art will appreciate that an additional 29 adaptive filters are provided for the other 29 subbands in an embodiment with 32 subbands). LMS adaptive filters are widely used because of their simplicity and powerful performance. The M adaptive filters may be different or the same depending on the implementation. By using the same structure for all M adaptive filters, the system may be advantageous for one circuit implementation for program reuse of DSP processors or for M adaptive filter implementations using different hardware. Each adaptive filter 201-203 includes a finite impulse response (FIR) filter having an adjustable coefficient for generating an echo estimate, a subtractor for generating an echo-erased signal, and a control device for updating the coefficient.

기술된 실시예는, 임의의 다른 개수의 서브대역 및/또는 그룹일 수 있지만, M(서브대역의 개수)이 32이고 N(서브대역군의 개수)은 8이라고 가정한다. 적응 속도 제어 장치(240)는 포트(260, 261, 302-306, 262)상의 32개의 서브대역 에코 잔여 신호 {ri(n); i=1, 2, ..., 32}에 대하여 출력단(320 내지 327)의 32개의 에코 잔여 에너지 {ei(n): i= 1, 2, ..., 32}를 찾기 위해 32개의 에너지 계산기(310 내지 317)(도 3)(8개만이 도시되어 있음)를 포함한다. 8개의 가산기(330-331)(2개가 도시되어 있음)는 각각 일부 M/N 서브대역 에코 잔여 에너지를 합산하는데 사용된다. 최대 그룹 선택기(340)는 포트(332 내지 333)에서 8개의 그룹 에너지 {Ci(n): i=1, 2, ..., 8} 중에서 최대값을 선택한다. 출력 속도 제어 발생기(350)는 32개의 적응 필터(201-203)에 대하여 출력단(241-243)의 32개의 적응 속도 제어 신호 s1(n), s2(n), sM(n)을 발생시킨다(도 2).The described embodiment may be any other number of subbands and / or groups, but assumes M (number of subbands) is 32 and N (number of subband groups) is eight. Adaptive speed control device 240 includes 32 subband echo residual signals {r i (n) on ports 260, 261, 302-306, 262; 32 echo residual energies {e i (n) of the output stages 320 to 327 for i = 1, 2, ..., 32}, 32 to find i = 1, 2, ..., 32} Energy calculators 310-317 (FIG. 3) (only eight are shown). Eight adders 330-331 (two are shown) are each used to sum some M / N subband echo residual energy. The maximum group selector 340 selects the maximum value of eight group energies {C i (n): i = 1, 2, ..., 8} at the ports 332-333. The output speed control generator 350 outputs the 32 adaptive speed control signals s 1 (n), s 2 (n), and s M (n) of the output stages 241-243 to the 32 adaptive filters 201 -203. Generation (Fig. 2).

기술된 실시예에서, 분석 필터(220)에서 발생된 32개의 서브대역 원단 신호 {xi(n): i=1, 2, ..., 32}(도 2)는 출력단(221-223)에서 출력된다. 분석 필터(220)의 이 출력은 적응 필터(201-203)에 입력된다. 분석 필터(242)의 출력단(210 내지 212)에서의 32개의 서브대역의 근단 신호 {yi(n): i= 1, 2, ..., 32}는 또한 32개의 적응 필터(201-203)에 입력된다. 32개의 서브대역 적응 필터(201-203)는 출력단(260-262)에서 32개의 서브대역 에코-소거된 신호 {ri(n); i=1, 2, ..., 32}를 발생시킨다. 이 서브대역 에코 소거된 신호는 출력단(105)에서 전-대역 에코-소거된 신호 r(n)을 출력하는 합성 필터(230)에 입력된다.In the described embodiment, the 32 subband far-end signals {x i (n): i = 1, 2, ..., 32} (FIG. 2) generated in the analysis filter 220 are output stages 221-223. Is output from This output of analysis filter 220 is input to adaptive filters 201-203. Near-end signals {y i (n): i = 1, 2, ..., 32} of 32 subbands at the outputs 210-212 of the analysis filter 242 are also 32 adaptive filters 201 -203. ) Is entered. The thirty-two subband adaptive filters 201-203 comprise thirty-two subband echo- canceled signals {r i (n) at the output stages 260-262; i = 1, 2, ..., 32}. This subband echo canceled signal is input to a synthesis filter 230 which outputs a full-band echo- canceled signal r (n) at the output stage 105.

서브대역 음향 에코 소거기(120)는 적응 속도 제어기(240)를 이용한다. 적응 필터(201-203)가 적응하는 비율은 이 적응 속도 제어기(240)에 의해 설정된다. 적응 속도 제어기(240)의 출력단(241-243)에서의 32개의 적응 속도 제어 신호 {si(n): i= 1, 2, ..., 32}는 32개의 적응 필터(201-203)에 입력된다. 신호 xi(n), yi(n), ri(n), 및 si(n)은 하나의 서브대역 i에 사용된다.Subband acoustic echo canceller 120 utilizes adaptive speed controller 240. The rate at which the adaptive filters 201-203 adapt is set by this adaptive speed controller 240. The 32 adaptive speed control signals {s i (n): i = 1, 2, ..., 32} at the output stages 241-243 of the adaptive speed controller 240 are 32 adaptive filters 201 -203. Is entered. The signals x i (n), y i (n), r i (n), and s i (n) are used for one subband i.

적응 속도 제어기(240)는 M개의 적응 필터(201 내지 203) 각각에 적응 속도를 지정한다. 적응 속도 제어기(240)는 에너지 계산기(310 내지 317)를 포함한다. 에너지 계산기(310-317)는 포트(262, 302-306, 261, 260)에서 에코 잔여 신호를 수신하도록 접속된다. 에너지 계산기 각각은 양의 값을 발생시키기 위해 제곱 또는 절대값 발생 회로(410)(도 4)를 포함한다. 회로(410)의 출력은 저역 통과 필터(412)에서 필터링되어 평균값을 발생시킨다. 32개의 에너지 계산기(310 내지 317)는 다음의 수학식 1에 따라 포트(320 내지 327)에서 에코 잔여 에너지 {ei(n): i= 1, 2, ..., 32}를 계산한다.The adaptive speed controller 240 assigns an adaptive speed to each of the M adaptive filters 201 to 203. Adaptive speed controller 240 includes energy calculators 310-317. Energy calculators 310-317 are connected to receive echo residual signals at ports 262, 302-306, 261, 260. Each energy calculator includes a square or absolute value generator circuit 410 (FIG. 4) to generate a positive value. The output of circuit 410 is filtered at low pass filter 412 to generate an average value. The 32 energy calculators 310 to 317 calculate the echo residual energy {e i (n): i = 1, 2, ..., 32} at the ports 320 to 327 according to the following equation (1).

ei(n) = (1-g)ei(n) + gri(n)ri(n) i=1, 2, ..., 32e i (n) = (1-g) e i (n) + gr i (n) r i (n) i = 1, 2, ..., 32

여기서 g는 0과 1 사이의 스칼라값이고, 예를 들면 0.01로 선택될 수 있다. 출력단(320 내지 327)에서의 32개의 서브대역 에코 잔여 에너지 {ei(n): i= 1, 2, ..., 32}는 다음과 같은 4개의 인접한 서브대역의 8개의 그룹으로 분할된다. 즉,Where g is a scalar value between 0 and 1, for example may be selected from 0.01. The 32 subband echo residual energies {e i (n): i = 1, 2, ..., 32} at the outputs 320 to 327 are divided into eight groups of four adjacent subbands as follows. . In other words,

그룹 1: {e1(n), e2(n), e3(n), e4(n)}Group 1: {e1 (n), e2 (n), e3 (n), e4 (n)}

그룹 2: {e5(n), e6(n), e7(n), e8(n)}Group 2: {e5 (n), e6 (n), e7 (n), e8 (n)}

그룹 3: {e9(n), e10(n), e11(n), e12(n)}Group 3: {e9 (n), e10 (n), e11 (n), e12 (n)}

그룹 4: {e13(n), e14(n), e15(n), e16(n)}Group 4: {e13 (n), e14 (n), e15 (n), e16 (n)}

그룹 5: {e17(n), e18(n), e19(n), e20(n)}Group 5: {e17 (n), e18 (n), e19 (n), e20 (n)}

그룹 6: {e21(n), e22(n), e23(n), e24(n)}Group 6: {e21 (n), e22 (n), e23 (n), e24 (n)}

그룹 7: {e25(n), e26(n), e27(n), e28(n)}Group 7: {e25 (n), e26 (n), e27 (n), e28 (n)}

그룹 8: {e29(n), e30(n), e31(n), e32(n)}Group 8: {e29 (n), e30 (n), e31 (n), e32 (n)}

각각의 그룹인 경우, 4개의 인접한 서브대역 에코 잔여 에너지가 하나의 그룹 에너지를 발생시키기 위해 함께 가산된다. 따라서, 8개의 가산기(330 내지 331)는 출력단(332 내지 333)에서 8개의 에너지 {Ci(n): i=1, 2, ..., 8}를 발생시킨다. 즉,For each group, four adjacent subband echo residual energies are added together to generate one group energy. Thus, eight adders 330 to 331 generate eight energies {C i (n): i = 1, 2, ..., 8} at output stages 332 to 333. In other words,

Ci(n)= e4i-3(n)+e4i-2(n)+e4i-1(n)+e4i(n) i=1, 2, ..., 8C i (n) = e 4i-3 (n) + e 4i-2 (n) + e 4i-1 (n) + e 4i (n) i = 1, 2, ..., 8

출력단(341)에서의 최대 그룹 에너지 신호 Cmax(n)은 출력단(332 및 333)으로부터 입력 {Ci(n): i=1, 2, ..., 8}에 응답하여 최대 선택기(340)에 의해 발생되므로, Cmax(n)=max{C1(n), C2(n), ..., C8(n)}이다.The maximum group energy signal Cmax (n) at the output stage 341 is the maximum selector 340 in response to the input {C i (n): i = 1, 2, ..., 8} from the output stages 332 and 333. Is generated by Cmax (n) = max {C 1 (n), C 2 (n), ..., C 8 (n)}.

출력 속도 제어 발생기(350)는 최대 선택기(340)의 출력(341)에 응답하여 출력단(241 내지 243)에서 32개의 적응 속도 제어 신호 {si(n): i= 1, 2, ..., 32}를 발생시킨다. 이 적응 속도 제어 신호는 M개의 적응 필터(201 내지 203)(도 2)에 입력된다. 동작시, 그룹 i로부터의 Ci(n)이 최대 그룹 에너지를 가지면, 출력단(241 내지 243)에서의 적응 속도 제어 신호는 다음과 같이 발생된다.The output speed control generator 350 outputs 32 adaptive speed control signals {s i (n): i = 1, 2, ... in response to the output 341 of the maximum selector 340. , 32}. This adaptive speed control signal is input to the M adaptive filters 201 to 203 (Fig. 2). In operation, if C i (n) from group i has the maximum group energy, then the adaptive speed control signal at output stages 241 to 243 is generated as follows.

s4i-3(n)= s4i-2(n)=s4i-1(n)=s4i(n)=1 (최대값을 갖는 그룹 i와 연관된 적응 필터인 경우)s 4i-3 (n) = s 4i-2 (n) = s 4i-1 (n) = s 4i (n) = 1 (if adaptive filter associated with group i with maximum value)

sj(n)=K 및 j≠4i, 4i-1, 4i-2, 4i-3 및 K>1 (다른 그룹과 연관된 적응 필터인 경우)sj (n) = K and j ≠ 4i, 4i-1, 4i-2, 4i-3 and K> 1 (if adaptive filter associated with other groups)

여기서 K는 하나의 계수 적응이 발생하는 샘플의 개수이다. 예를 들면, K=2이면, 선택된 그룹 이외의 적응 필터의 적응 속도는 1/2 속도이거나(매 2개의 샘플 마다 한번 갱신함), 또는 K=4이면, 선택된 그룹 이외의 적응 필터의 적응 속도는 1/4 속도이다(매 4개의 샘플마다 한번 갱신함).Where K is the number of samples in which one coefficient adaptation occurs. For example, if K = 2, the adaptation rate of the adaptive filter other than the selected group is 1/2 rate (update once every two samples), or if K = 4, the adaptation rate of the adaptive filter other than the selected group Is 1/4 rate (update once every 4 samples).

따라서, 출력 속도 제어 발생기(350)는 계수 적응이 특정 샘플링 순간시 수행되는지의 여부를 가리키는 각각의 적응 필터(201 내지 203)에 대하여 출력단(241 내지 243)에서 개별 제어 신호 {si(n): i= 1, 2, ..., 32}를 발생시킨다. 적응이 매 유효한 샘플링 순간에 발생하는 정상의 적응 속도는 높은 잔여 에코 그룹 에너지를 갖는 서브대역의 그룹, 또는 그룹들에 제공되는 한편, 적응이 일부 샘플링 간격에 대해 스킵되는 낮은 적응 속도는 낮은 그룹 잔여 에코 에너지를 갖는 서브대역의 그룹에 지정된다. 할당된 적응 에너지를 최대 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역에 위임함으로써, 서브대역 에코 소거기(120)는 에코 소거기의 성능을 크게 저하시키기 않고 처리 자원을 덜 사용할 수 있다.Thus, the output speed control generator 350 outputs a separate control signal {s i (n) at the output stages 241 to 243 for each adaptive filter 201 to 203 indicating whether coefficient adaptation is performed at a particular sampling instant. generates i = 1, 2, ..., 32}. The normal adaptation rate at which the adaptation occurs at every valid sampling instant is provided to a group of subbands, or groups, with a high residual echo group energy, while the low adaptation rate at which the adaptation is skipped for some sampling intervals is a low group residual. Assigned to a group of subbands with echo energy. By delegating the allocated adaptive energy to the subband with the maximum echo residual energy, the subband echo canceller 120 can use less processing resources without significantly degrading the performance of the echo canceller.

적응 속도 제어기(240)는 다양한 대체 방식으로 출력단(241 내지 243)에서 제어 신호 {si(n): i= 1, 2, ..., 32}를 지정할 수 있다. 제어 신호를 지정하는 다른 방법은 개별 서브대역 에너지를 사용할 수 있고, 잔여 에코 에너지의 임계 레벨 이상을 갖는 대역을 선택할 수 있다. 대안적으로, 가장 큰 잔여 에너지를 갖는 대역은 인접한 대역에서의 에너지값과 무관하게 선택될 수 있다. 선택한 서브대역의 그룹의 장점은 처리를 간결하게 하고, 인접한 서브대역이 최대 잔여 에코 에너지를 갖는데 유리하다는 것이다.The adaptive speed controller 240 may specify the control signals {s i (n): i = 1, 2, ..., 32} at the output stages 241 to 243 in various alternative ways. Another way of specifying the control signal may use individual subband energy and select a band having a threshold level of residual echo energy above. Alternatively, the band with the largest residual energy can be selected regardless of the energy value in the adjacent band. The advantage of the group of selected subbands is that the processing is simplified and it is advantageous for adjacent subbands to have maximum residual echo energy.

도 5를 참조하면, 적응 필터(201)가 도시되어 있다. 적응 필터(201)는 FIR 필터(500) 및 적응 필터 제어 장치(502)를 포함한다. 적응 필터 제어 장치(502)는 출력단(504)에서 적응가능한 계수 W1(n)을 발생시킨다. FIR 필터(500)는 출력단(504)에서 계수 W1(n)을 사용하여 출력단(508)에서 서브대역 에코 추정치 z1(n)을 발생시킨다. 현재의 샘플링 순간 n에서, 서브대역 원단 스피치 샘플 x1(n)은 분석 필터(220)로부터 포트(221)에서 수신되고, 서브대역 근단 스피치 샘플 y1(n)은 분석 필터(242)의 출력으로서 포트(210)로부터 수신된다. 출력단(221 및 210)에서의 서브대역 신호 x1(n) 및 y1(n)은 A/D 변환기(106)(도 1) 및 D/A 변환기(108)가 동일한 클럭을 사용함에 따라 동기화된다.5, an adaptive filter 201 is shown. Adaptive filter 201 includes FIR filter 500 and adaptive filter control device 502. Adaptive filter control device 502 generates an adaptive coefficient W 1 (n) at output stage 504. FIR filter 500 generates a subband echo estimate z 1 (n) at output 508 using coefficient W 1 (n) at output 504. At the current sampling instant n, subband far-end speech sample x 1 (n) is received at port 221 from analysis filter 220 and subband near-end speech sample y 1 (n) is output of analysis filter 242. As received from port 210. Subband signals x 1 (n) and y 1 (n) at outputs 221 and 210 are synchronized as A / D converter 106 (FIG. 1) and D / A converter 108 use the same clock. do.

출력단(508)에서의 에코 추정치 z1(n)은 다음의 수학식 4에 기초하여 FIR 필터(500)에 의해 합성된다.The echo estimate z 1 (n) at the output stage 508 is synthesized by the FIR filter 500 based on Equation 4 below.

윗첨자 T는 벡터 또는 매트릭스의 이항을 의미하고, L은 FIR 필터(500)의 차수이며, X1(n)=[x1(n)x1(n-1)...x1(n-L+1)]T는 서브대역에 대한 L 최대 현재 서브대역 원단 스피치 샘플이다.Superscript T means the binomial of the vector or matrix, L is the order of the FIR filter 500, and X 1 (n) = [x 1 (n) x 1 (n-1) ... x 1 (n -L + 1)] T is the L maximum current subband far-end speech sample for the subband.

적응 필터(201)(도 5)는 입력단(210)에서의 근단 신호 y1(n)에서 출력단(508)에서의 에코 추정치 z1(n)을 감산함으로써 출력단(260)에서의 양자 대화 상태에서의 에코-소거된 신호 r1(n)(또는 독백 상태에서의 에코 잔여 신호)을 발생시키는 감산기(506)를 더 포함하며,Adaptive filter 201 (FIG. 5) subtracts the echo estimate z 1 (n) at output stage 508 from the near-end signal y 1 (n) at input stage 210 in the bilateral conversation state at output stage 260. A subtractor 506 for generating an echo- canceled signal r 1 (n) (or an echo residual signal in a monologue state) of

r1(n)=y1(n) - z1(n)r 1 (n) = y 1 (n)-z 1 (n)

이다. 여기서, 독백 상태는, 로컬 스피치가 존재하지 않고 근단 신호가 에코 신호만을 포함한 것으로 정의되는 한편, 양자대화 상태는 에코 신호 이외에도 근단 스피치가 존재하는 것으로서 정의된다. 계수 적응은 양자대화 상태에서는 중지해야 한다. 양자대화 검파기는 기술 분야에 널리 공지되어 있듯이 두개의 상황을 구별하는데 사용될 수 있다. 독백 상태는 본 명세서에서는 r1(n)이 서브대역 1에 대한 서브대역 에코 잔여 신호라고 가정한다.to be. Here, the monologue state is defined as no local speech and the near-end signal includes only the echo signal, while the quantum conversation state is defined as the presence of the near-end speech in addition to the echo signal. Coefficient adaptation should stop in quantum dialogue. Quantum conversation detectors can be used to distinguish two situations, as is well known in the art. The monologue state assumes that r1 (n) is a subband echo residual signal for subband 1 herein.

적응 필터(201)는 FIR 필터(500)의 출력단(504)에서의 계수 W1(n)을 출력하는 제어 장치(502)를 더 포함한다. 출력단(504)에서의 계수 W1(n)은 포트(221)에서의 서브대역 원단 스피치 신호 x1(n), 포트(210)에서의 근단 스피치 신호 y1(n), 및 포트(241)에서의 적응 속도 제어 신호 s1(n)에 기초하여 발생된다.The adaptive filter 201 further includes a control device 502 that outputs the coefficient W 1 (n) at the output 504 of the FIR filter 500. Coefficient W 1 (n) at output 504 is subband far-end speech signal x 1 (n) at port 221, near-end speech signal y 1 (n) at port 210, and port 241. Is generated based on the adaptive speed control signal s1 (n) in.

도 6을 참조하면, 적응 필터(201)의 동작이 지금부터 기술될 것이다(적응 필터(201)의 설명은 다른 31개의 적응 필터 각각에 적용한다). 221에서 입력된 서브대역 원단 신호 x1(n)로부터 L 최대 현재 서브대역 원단 신호 샘플인 벡터 X1(n)은 블록 602, 즉 X1(n)=[x1(n), x1(n-1), ...x1(n-L+1)]T에 의해 표시된 바와 같이 적응 필터(201)내의 버퍼(도시되어 있지 않음)에 저장된다.Referring to Fig. 6, the operation of the adaptive filter 201 will now be described (the description of the adaptive filter 201 applies to each of the other 31 adaptive filters). From the subband far-end signal x 1 (n) input at 221, the vector X 1 (n), which is the L maximum current subband far-end signal sample, is block 602, that is, X 1 (n) = [x1 (n), x1 (n−). 1),... X1 (n-L + 1)] T , is stored in a buffer (not shown) in the adaptive filter 201.

서브대역 원단 신호 에너지에 대한 에너지 추정치 E1은 블록 604, 즉 E1=(1-a)E1+aX1(n)x1(n)에 표시된 바와 같이 (도 5에 도시된) 적응 필터 제어기(502)에서 발생된다. 여기서 a는 0과 1 사이의 스칼라, 예를 들면 a=0.01이다.The energy estimate E 1 for the subband far-end signal energy is an adaptive filter (shown in FIG. 5), as indicated in block 604, ie, E 1 = (1-a) E 1 + aX 1 (n) x 1 (n). Generated at controller 502. Where a is a scalar between 0 and 1, for example a = 0.01.

적응 필터(201)는 입력단(241)에서의 적응 제어 신호 s1(n)에 응답하여 적응 속도를 설정한다. 적응 필터 제어기(502)는, 판정 블록 606에 표시된 바와 같이, 특정 샘플링 순간 동안에 적응하거나 또는 이전의 계수를 사용하도록 선택한다. 샘플링 순간, [n mod s1(n)]=1시 갱신된 계수 W1(n)은 입력단(260)에서의 입력 r1(n), 블록 602로부터의 X1(n), 및 블록 604로부터의 E1(n)에 기초하여 블록(608)에 표시된 바와 같이 적응 필터 제어기(502)에서 발생된다. 즉,The adaptive filter 201 sets the adaptation speed in response to the adaptation control signal s 1 (n) at the input terminal 241. The adaptive filter controller 502 chooses to adapt during the particular sampling instant or use the previous coefficients, as indicated in decision block 606. At the instant of sampling, the coefficient W 1 (n) updated at [n mod s 1 (n)] = 1 is equal to input r 1 (n) at input 260, X 1 (n) from block 602, and block 604. From the adaptive filter controller 502 as indicated in block 608 based on E 1 (n) from. In other words,

W1(n)=W1(n-1)+br1(n)X1(n)E1 -1 W 1 (n) = W 1 (n-1) + br 1 (n) X 1 (n) E 1 -1

이다. 여기서, b는 스텝 크기이고 Wi(n)=[W1 0(n)W1 1(n)...W1 L-1(n)]T이다. 다른 경우에, 계수 W1(n)은, 블록 610에 표시된 바와 같이 [n mod s1(n)]=0일 때 변경되지 않는다. 양쪽 경우에, 계수 W1(n)은 FIR 필터(500)에 의해 사용하기 위하여 504에서 출력된다.to be. Where b is the step size and W i (n) = [W 1 0 (n) W 1 1 (n) ... W 1 L-1 (n)] T. In other cases, the coefficient W 1 (n) does not change when [n mod s 1 (n)] = 0, as indicated at block 610. In both cases, the coefficient W1 (n) is output at 504 for use by the FIR filter 500.

따라서, 정상 적응 속도를 갖는 적응 필터인 경우, si(n)=1은 매 샘플링 순간마다 적응할 것이다. 보다 느린 적응 속도, 예를 들면 1/4 속도를 갖는 적응 필터인 경우, si(n)은 4이고 매 4개의 샘플 순간마다 단 한번만 적응할 것이다.Thus, for an adaptive filter with normal adaptation rate, s i (n) = 1 will adapt every sampling instant. For an adaptive filter with a slower adaptation rate, for example a quarter rate, s i (n) is 4 and will only adapt once every four sample moments.

따라서, 적응 필터(201-203) 각각에 대한 출력단(241 내지 243)에서의 적응 제어 신호 {si(n): i= 1, 2, ..., 32}는 매 샘플링 순간마다 발생되어 각각의 적응 필터(201 내지 203)에 대하여 적응을 인에이블시키거나 디스에이블시킨다. 높은 에코 잔여 신호 에너지를 갖는 서브대역들은 각각의 샘플링 순간을 적응할 것인 반면, 낮은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역들은 유효한 샘플링 순간의 일부 동안에만 적응할 것이다. 보다 짧은 샘플링 순간 동안에 적응함으로써, 에코 소거를 수행하는데 필요한 초 당 기기 명령의 개수에 의해 반영되는 바와 같이, 에코 소거기의 복잡함은 서브대역 에코 소거기의 성능을 크게 저하시키지 않고 크게 감소될 수 있다. 계산상의 복잡함은 한정된 처리 용량을 갖는 실제 응용에 매우 바람직한 본래의 성능을 유지하면서 감소된다. 게다가, 서브대역이 최대 적응 자원을 수신함을 결정하기 위한 측정으로서 에코 잔여 에너지를 사용하는 것은 사용자가 인식한 성능을 유지하면서 에코 소거기의 복잡함을 감소시키는데 영향을 미친다.Accordingly, the adaptive control signals {s i (n): i = 1, 2, ..., 32} at the output stages 241 to 243 for each of the adaptive filters 201-203 are generated at each sampling instant and respectively. Enable or disable adaptation for &lt; RTI ID = 0.0 &gt; Subbands with high echo residual signal energy will adapt each sampling instant, while subbands with low echo residual energy will adapt only during a portion of the effective sampling instant. By adapting for shorter sampling instants, the complexity of the echo canceller can be greatly reduced without significantly degrading the performance of the subband echo canceller, as reflected by the number of device instructions per second needed to perform echo cancellation. . The computational complexity is reduced while maintaining the original performance which is very desirable for practical applications with limited processing capacity. In addition, using echo residual energy as a measure to determine that the subband receives the maximum adaptive resource has an effect on reducing the complexity of the echo canceller while maintaining user-recognized performance.

Claims (10)

서브대역 에코 소거기의 적응 필터를 동작시키는 방법에 있어서,A method of operating an adaptive filter of a subband echo canceller, 복수의 서브대역 각각내의 에코 잔여 에너지를 결정하는 단계,Determining echo residual energy in each of the plurality of subbands, 상기 각각의 서브대역내의 에코 잔여 에너지의 함수로서 각각의 서브대역과 연관된 적응 필터에 각각의 적응 속도를 지정하는 단계, 및Assigning each adaptation rate to an adaptive filter associated with each subband as a function of echo residual energy in each subband, and 상기 서브대역에 대해 선택된 상기 각각의 적응 속도로 적응 필터의 계수를 갱신하는 단계Updating coefficients of an adaptive filter at each respective adaptation rate selected for the subbands 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제1항에 있어서, M개의 적응 필터에 대한 적응 속도를 지정하는 단계는 M개의 서브대역 에코 잔여 신호의 M개의 에너지에 기초하여 M개의 적응 필터에 적응 속도를 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein specifying an adaptation rate for the M adaptive filters comprises assigning an adaptation rate to the M adaptive filters based on the M energies of the M subband echo residual signals. How to. 제2항에 있어서, 상기 M개의 서브대역 에코 잔여 신호의 M개의 에너지를 계산하는 단계는 각각의 서브대역에 대하여 에코 잔여 신호의 제곱을 저역 통과 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, wherein calculating M energies of the M subband echo residual signals comprises low pass filtering the squares of the echo residual signals for each subband. 제2항에 있어서, 상기 M개의 적응 필터에 대한 적응 속도를 지정하는 단계는 M개의 서브대역 에코 잔여 신호를 몇몇 그룹으로 분할하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 그룹내의 에코 잔여 에너지는 그룹 에너지 세트를 출력하도록 함께 가산되는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, wherein specifying an adaptation rate for the M adaptive filters includes dividing the M subband echo residual signals into several groups, wherein the echo residual energy in each group is a group energy set. It is added together to output the method. 제2항에 있어서, M개의 적응 필터에 대한 적응 속도를 지정하는 단계는 그룹 에너지 세트중에서 최대값을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, wherein specifying an adaptation rate for the M adaptive filters comprises selecting a maximum value from a group energy set. 제2항에 있어서, 상기 M개의 적응 필터에 대한 적응 속도를 지정하는 단계는 보다 높은 그룹 에너지를 갖는 서브대역에 대한 정상의 적응 속도 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, wherein specifying an adaptation rate for the M adaptive filters further comprises outputting a normal adaptive rate control signal for the subband with higher group energy. 제2항에 있어서, 상기 M개의 적응 필터에 대한 적응 속도를 지정하는 단계는 보다 낮은 그룹 에너지를 갖는 서브대역에 대한 느린 적응 속도 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, wherein specifying an adaptation rate for the M adaptive filters further comprises outputting a slow adaptation rate control signal for a subband with lower group energy. 제6항에 있어서, 상기 정상의 적응 속도 제어 신호를 출력하는 단계는 적응을 인에이블시키는 신호를 출력하는 단계를 포함하며, 상기 정상의 적응 속도 제어 신호의 출력은 매 샘플 간격마다 대응하는 적응 필터의 계수 적응을 인에이블시키는 것을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6, wherein outputting the normal adaptive speed control signal comprises outputting a signal to enable adaptation, wherein the output of the normal adaptive speed control signal corresponds to a corresponding adaptive filter every sample interval. Enabling the coefficient adaptation of a. 제7항에 있어서, 상기 느린 적응 속도 제어 신호를 출력하는 단계는 일부 적응 간격 동안에 적응을 디스에이블시키는 신호를 출력하는 단계를 포함하며, 상기 느린 적응 속도 제어 신호의 출력은 상기 대응하는 적응 필터가 매 D개의 샘플 순간마다 한번 적응을 수행할 수 있도록 하며, D는 정수인 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein outputting the slow adaptation rate control signal comprises outputting a signal to disable the adaptation during some adaptation intervals, wherein the output of the slow adaptation rate control signal is determined by the corresponding adaptive filter. Wherein the adaptation can be performed once every D sample instants, where D is an integer. 서브대역 에코 소거기에 있어서,In the subband echo canceller, 복수의 서브대역과 연관된 복수의 적응 필터, 및A plurality of adaptive filters associated with the plurality of subbands, and 상기 복수의 적응 필터에 결합된 적응 속도 제어기An adaptive speed controller coupled to the plurality of adaptive filters 를 포함하되,Including but not limited to: 상기 적응 속도 제어기는 각각의 서브대역내의 에코 잔여 에너지를 측정하고, 보다 높은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역들에 정상의 적응 속도를 지정하고 보다 낮은 에코 잔여 에너지를 갖는 서브대역들에 느린 적응 속도를 지정하는 것을 특징으로 하는 서브대역 에코 소거기.The adaptive speed controller measures the echo residual energy in each subband, assigns a normal adaptation rate to subbands with higher echo residual energy, and assigns a slow adaptation rate to subbands with lower echo residual energy. Subband echo canceller, characterized in that specified.
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