JPH01307321A - echo canceller - Google Patents
echo cancellerInfo
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- JPH01307321A JPH01307321A JP13730388A JP13730388A JPH01307321A JP H01307321 A JPH01307321 A JP H01307321A JP 13730388 A JP13730388 A JP 13730388A JP 13730388 A JP13730388 A JP 13730388A JP H01307321 A JPH01307321 A JP H01307321A
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- register
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- 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、受話回線からの受話信号を音声に変換して出
力するスピーカと、送信すべき音声を送話信号に変換し
て送話回線へ出力するマイクロホンと、を含む電話機(
例えばハンズフリー電話機等)において、スピーカから
出力された音声が直接或いは室内の壁面等で反響してマ
イクロホンにまわり込むことにより生じるエコーを、そ
れに対応した擬似エコーを前記受話信号から作り出して
打ち消すことによりエコーキャンセルを行うエコーキャ
ンセラに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a speaker that converts a received signal from a receiving line into voice and outputs the same, and a speaker that converts the voice to be transmitted into a transmitted signal and connects it to a transmitting line. A telephone that includes a microphone that outputs to
For example, in a hands-free telephone (such as a hands-free telephone), by creating a corresponding pseudo echo from the received signal and canceling out the echo that is generated when the sound output from the speaker is reflected directly or reflected on the walls of the room and wrapped around the microphone. This invention relates to an echo canceller that performs echo cancellation.
宅内の一般電話において、従来のハンドセットを使用せ
ずにマイクロホンとスピーカで通話出来るハンズフリー
電話装置が普及しつつある。これは使用者が手で受話器
を持つ事なく通話できるため長時間の通話による手の疲
れや、ハンドセットを耳に押し当てることによる耳の痛
みを覚えることがない。また、使用者は手が解放される
ため、手で何かをおこないながら通話出来るなどの利点
がある。特に自動車電話に於いて運転中に使用する場合
などにはこのハンズフリー通話機能は安全上からも大き
な利点をもっている。2. Description of the Related Art Hands-free telephone devices, which allow telephone calls to be made using a microphone and speaker without using a conventional handset, are becoming popular for regular telephones in homes. This allows users to talk without having to hold the handset in their hands, so they don't have to worry about hand fatigue from long calls or ear pain from pressing the handset against their ears. Further, since the user's hands are freed, there are advantages such as being able to talk while doing something with the hands. Particularly when using a car phone while driving, this hands-free calling function has a great safety advantage.
ところで、電話回線は2線と4線の回線から構成され、
その変換にはハイブリッド回路が使用される。しかしこ
のハイブリッド回路はインピーダンスの完全なマツチン
グが難しいために信号の反射が生じる。By the way, telephone lines consist of 2-wire and 4-wire lines.
A hybrid circuit is used for the conversion. However, in this hybrid circuit, it is difficult to perfectly match impedances, so signal reflection occurs.
−aに電話機においてマイクロホンとスピーカで通話し
ようとすると、マイクロホンとスピーカ間の音響結合と
回線側の2線−4線変換回路の信号の反射によって信号
ループが形成される。この−巡ループの利得が1 (O
dB)を越えるとハうリング現象が起き通話が事実−F
不可能となる。したがって、そのままでは、スピーカの
レベルを上げたりマイクロホンの感度を上げることがで
きず実用的な使用は不可能である。その為、エコーサプ
レッサやエコーキャンセラなどを用いて、音響的なハウ
リングの防止を行なう必要がある。また、2線−4線変
換回路での信号反射は長距離通話では大きな時間遅延を
ともなうためハウリングに至らなくてもいわゆるエコー
となり会話の障害となる。-a, when trying to talk using a microphone and speaker on a telephone, a signal loop is formed by the acoustic coupling between the microphone and speaker and the reflection of the signal from the 2-wire to 4-wire conversion circuit on the line side. The gain of this -circular loop is 1 (O
dB), a howling phenomenon occurs and the call is actually -F.
It becomes impossible. Therefore, as it is, it is impossible to raise the level of the speaker or the sensitivity of the microphone, making it impossible to use it for practical purposes. Therefore, it is necessary to prevent acoustic howling by using an echo suppressor, echo canceller, or the like. Further, since signal reflection in a 2-wire to 4-wire conversion circuit causes a large time delay in long-distance calls, even if it does not result in howling, it becomes a so-called echo, which interferes with conversation.
ハウリング対策の一方式である:Lコーサップレッサは
いわゆるボイススイッチ方式を使用している。これは、
2者の通話レベルの大きさを比較して小さいほうの挿入
損失量を大きくし事実上手さい方の信号経路を切断する
ことによって、前述の一巡ループの利得が1を越えない
ようにしている。This is a method to prevent howling: the L-coupler suppressor uses a so-called voice switch method. this is,
The gain of the above-mentioned open loop is prevented from exceeding 1 by comparing the speech levels of the two parties, increasing the insertion loss amount of the smaller one, and effectively cutting off the signal path of the larger one.
しかし、この方式では通話レベルの比較に於いてタイム
ラグが生じ、その結果損失量の切り代えが遅れて語頭が
切れる現象が生じたり、騒音の大きな使用環境下では騒
音が継続的に入ることによって、挿入損失量の切り代え
が行なわれないブロッキング現象が生じるなどの欠点が
ある。However, with this method, there is a time lag when comparing call levels, resulting in a delay in changing the amount of loss, resulting in the beginning of a word being cut off, and in a noisy usage environment, noise may continue to enter. There are drawbacks such as a blocking phenomenon in which the insertion loss amount is not changed.
これに代わる方式として、近年、半導体の低価枯化とデ
ィジタル信号処理技術の進歩に伴って、ディジタル信号
処理を用いたエヤーキャンセル方式が注目されている。As an alternative method, an air cancellation method using digital signal processing has been attracting attention in recent years as the cost of semiconductors has declined and digital signal processing technology has progressed.
このエコーキャンセル方式では、前記エコーサプレッサ
の欠点は生じなく、電話会議システムなどで実用化が進
んでいる。This echo cancellation method does not have the drawbacks of the echo suppressor described above, and is being put into practical use in teleconferencing systems and the like.
次に、このエコーキャンセラの原理をエコーキャンセル
方式を用いたハンズフリー電話機の説明図(第2図)を
用いて説明する。この方式は、マイクロホン5に入力す
る信号(s(t) +y(t) )のうち、スピーカ2
から出力され部屋の壁などで反射された信号y(t)の
みをうち消す反響信号消去回路3をもつ。したがって、
先に述べた信号の一巡ループが形成されずハウリングが
防止される。Next, the principle of this echo canceller will be explained using an explanatory diagram (FIG. 2) of a hands-free telephone using an echo cancellation method. In this method, out of the signal (s(t) +y(t)) input to the microphone 5, the speaker 2
The echo signal canceling circuit 3 cancels only the signal y(t) outputted from the room and reflected by the walls of the room. therefore,
The signal loop described above is not formed and howling is prevented.
また、この方式では音声スイッチのように挿入を置火を
入れる必要が無いため同時通話が出来、語頭語尾の切断
が無く良好な通話品質が得られる。In addition, with this system, there is no need to turn on or off the power switch, unlike a voice switch, so simultaneous calls can be made, and good call quality can be obtained without cutting off the beginning or end of a word.
まず、マイクロホン5への入力信号がスピーカ2からの
反響音のみである場合を考える。すなわち送話信号5(
t)=0の場合である。First, consider a case where the input signal to the microphone 5 is only the echo sound from the speaker 2. In other words, the transmission signal 5 (
This is the case when t)=0.
通話10手からの受信信号x(t)はAD変換器4を通
して反響消去回路(適応フィルタ)3へと入力されると
ともにスピーカ2へ入力される。スピーカ2から出た音
が部屋の壁などでの反射により、y(t)となる信号で
マイクロホン5に入力される。Received signals x(t) from 10 telephone calls are inputted to an echo cancellation circuit (adaptive filter) 3 through an AD converter 4 and also inputted to a speaker 2. The sound emitted from the speaker 2 is reflected by the walls of the room and is input to the microphone 5 as a signal y(t).
この受信信号x(t)がy(t)となる経路が反古路と
呼ばれる。The path along which the received signal x(t) becomes y(t) is called the anti-traditional path.
一方、AD変換器4によって、ディジタル信号に変換さ
れた受信信号X(0は、n個のレジスタ段で構成される
Xレジスタ8に順次格納される。On the other hand, the received signal X(0) converted into a digital signal by the AD converter 4 is sequentially stored in the X register 8 composed of n register stages.
レジスタ8ではlサンプル、データを蓄えるごとに順次
隣のレジスタ段ヘデータは移動し、最後のレジスタ段に
あったデータは出力されて捨てられる。これによりn個
のレジスタ段で構成されるXレジスタ8には常にnサン
プルの受信信号(x (t)〜x(を−旧1))のデー
タが蓄えられている。Each time the register 8 stores l samples of data, the data is sequentially moved to the next register stage, and the data in the last register stage is output and discarded. As a result, data of n samples of received signals (x(t) to x(-old 1)) are always stored in the X register 8, which is composed of n register stages.
タップ係数レジスタ9はXレジスタ8と同数のn個のレ
ジスタ段から構成され、推定する反響路のインパルス応
答の近似であるタップ係D (hO(t)〜hn−+(
t)、n;タップ数)が格納される。The tap coefficient register 9 is composed of n register stages, the same number as the X register 8, and has a tap coefficient D (hO(t) to hn−+(
t), n; number of taps) are stored.
畳込み演算器10では、タップ係数レジスタ9とXレジ
スタ8からの各データを入力として畳込み演算を行なう
。すなわち
・・・・・・(1)
によって、擬似反古信号y(t)を算出する。減算器l
lでは、マイクロホン5からの入力信号をAD変換器6
によりAD変換した信号y(t)から擬似反響信号y(
t)を差し引き演算結果として出力する。すなわち反響
信号を打ち消す。この結果は反響路の推定誤差であり、
これを残差信号e(L)と呼び、
e (t) −y(t) −y (t)
・・・・・・(2)と表わせる。適応フィルタ(反響信
号消去回路)3では、この残差信号e(L)がOに近づ
くようなアルゴリズムで先のタップ係数を修正する。The convolution calculator 10 performs a convolution operation using each data from the tap coefficient register 9 and the X register 8 as input. That is, the pseudo-old signal y(t) is calculated by (1). subtractor l
In l, the input signal from the microphone 5 is sent to an AD converter 6.
The pseudo echo signal y(
t) as the result of the subtraction operation. In other words, it cancels the echo signal. This result is the estimation error of the echo path,
This is called the residual signal e(L), e (t) −y(t) −y (t)
...It can be expressed as (2). The adaptive filter (echo signal cancellation circuit) 3 modifies the previous tap coefficient using an algorithm such that this residual signal e(L) approaches O.
このアルゴリズムの例としてはLMS法(ワースト−ミ
ーン・スクエア法、Least Mean Squar
eMethod) 、或いは学習同定法といった、周知
のアルゴリズムがある。これは残差信号e(t)と受信
信号x(t)をもとに次々とタップ係数に修正を加え、
これを新たなタップ係数として与える方式である。これ
を式で表わすと、以下のようになる。An example of this algorithm is the LMS method (Least Mean Square method).
There are well-known algorithms such as eMethod) or learning identification method. This involves modifying the tap coefficients one after another based on the residual signal e(t) and the received signal x(t),
This method provides this as a new tap coefficient. This can be expressed as a formula as follows.
タップ係数の修正量をΔh、(t)とするとh五(t+
1)=hi (t)+Δh、(t)・・・・・・(3)
Δh、(t)=G−xt(t)・e(t) −・”
(4)ここで、Gは修正係数であり、LMS法では、定
数、学習同定法では、
・・・・・・(5)
で与えられる値である。Letting the correction amount of the tap coefficient be Δh, (t), h5(t+
1)=hi (t)+Δh, (t)...(3) Δh, (t)=G-xt(t)・e(t) −・”
(4) Here, G is a correction coefficient, which is a constant in the LMS method, and a value given by the following (5) in the learning identification method.
修正量算出器12ではごのΔh、(t)を次々と算出し
、タップ係数レジスタ9から読み出した対応するデータ
(タップ係数)とこれとを加算器13において加算し、
再びタップ係数レジスタ9の元の場所に格納してやる。The correction amount calculator 12 successively calculates each Δh, (t), and the adder 13 adds this to the corresponding data (tap coefficient) read from the tap coefficient register 9.
It is stored again in the original location of the tap coefficient register 9.
ところで、このタップ係数の推定は、マイクロホン5へ
の入力が反響信号y(t)のみの場合であった。反響信
号y(t)以外の音5(t)(送話信号)がある場合、
すなわち(y (t) +s (t) )である場合に
は、送話信号5(t)のためにタップ係数の推定が不正
確になる。このため、送話信号5(t)がある場合には
タップ係数の更新を禁止する必要がある。その手段とし
てマイクロホン5への入力信号(s (t) +y(t
) )と、スピーカ2への入力信号すなわち受話信号x
(t)との信号レベルを比較して[s (t) + y
(t) 〕の電力がy(t)の電力より一定量大なる
とき送話信号5(t)が存在すると判断し、修正量算出
器12の出力データを0とし、すなわちタップ係数更新
動作を一時中止する。Incidentally, this estimation of the tap coefficient was performed when the input to the microphone 5 was only the echo signal y(t). If there is a sound 5(t) (transmission signal) other than the echo signal y(t),
That is, if (y (t) + s (t) ), the tap coefficient estimation becomes inaccurate due to the transmit signal 5(t). Therefore, when there is a transmitting signal 5(t), it is necessary to prohibit updating of the tap coefficients. As a means for this, an input signal (s (t) + y (t
)) and the input signal to speaker 2, that is, the reception signal x
(t) and [s (t) + y
(t)] is larger than the power of y(t) by a certain amount, it is determined that the transmission signal 5(t) exists, and the output data of the correction amount calculator 12 is set to 0, that is, the tap coefficient update operation is performed. Temporarily cancel.
これによって、送話信号S(【)がある場合でも安定し
てエコーキャンセル動作を行なうことができる。As a result, even when there is a sending signal S([), the echo canceling operation can be performed stably.
以」二が、エコーキャンセラの基本的な原理である。The following is the basic principle of an echo canceller.
このエコーキャンセル方式での問題点の一つとして、ハ
ンズフリー電話や電話会議に使用する場合に部屋の大き
さや形状、壁の材質などで決まる部屋のインパルスレス
ポンスで左右されるが、十分な性能を得るためには、数
100m5にもおよぶ長時間の遅延時間をもつエコーを
キャンセルしなければならない。そのために電話帯域(
300〜3400Hz)での信号を対象とした適応フィ
ルタのタップ数は数百から数千にもおよび、膨大なハー
ドウェアが必要になることである。また、そのハードウ
ェアをD S P (Digital Signal
Processor)などの演算処理tCを用いて構成
した場合でもその演算時間からの制約でキャンセルでき
る遅延時間の限界が生じてくる。One of the problems with this echo cancellation method is that when used for hands-free calls or conference calls, it depends on the impulse response of the room, which is determined by the size and shape of the room, the material of the walls, etc. In order to obtain this, it is necessary to cancel echoes that have a long delay time of several hundreds of meters. For this purpose, the telephone band (
The number of taps of an adaptive filter for signals in the range of 300 to 3400 Hz ranges from hundreds to thousands, and requires a huge amount of hardware. In addition, the hardware is DSP (Digital Signal
Even in the case of a configuration using arithmetic processing tC such as Processor), there is a limit to the delay time that can be canceled due to constraints from the calculation time.
その対策として、特公昭62−51528号公報G号公
報上うに複数個の適応フィルタを継列に接続して、エコ
ーキャンセラを構成する方式がある。As a countermeasure to this problem, there is a method described in Japanese Patent Publication No. 62-51528 and No. G in which a plurality of adaptive filters are connected in series to form an echo canceller.
〔発明が解決しようとする課題〕1゜
しかし、上記従来技術は、マイクロホンの信号から擬似
反響信号を差し引く減算器を各適応フィルタに含めた形
で構成していない。DSPは゛それ自身で減算機能をも
っているため、DSPで適応フィルタを構成する場合に
は、DSP内の減算機能を用いることによって、外部に
減算器を設ける必要はない。[Problems to be Solved by the Invention] 1. However, in the above-mentioned prior art, each adaptive filter does not include a subtracter for subtracting a pseudo-echo signal from a microphone signal. Since the DSP itself has a subtraction function, when an adaptive filter is constructed using the DSP, there is no need to provide an external subtracter by using the subtraction function within the DSP.
本発明の目的は、同一構成の適応フィルタを複数個接続
することによって、目的にあった最適なハードウェアで
エコー補償を行なうエコーキャンセラを提供することで
ある。An object of the present invention is to provide an echo canceller that performs echo compensation using optimal hardware for the purpose by connecting a plurality of adaptive filters having the same configuration.
上記目的達成のため、本発明では、受話回線からの受話
信号を音声に変換して出力するスピーカと、送信すべき
音声を送話信号に変換して送話回線へ出力するマイクロ
ホンと、を含むハンス71J−電話機等において、スピ
ーカから出力された音声がマイクロホンにまわり込むこ
とにより生じるエコーを、ぞれに対応した擬似エコーを
前記受話信号から作り出して打ち消すことによりエコー
キャンセルを行うエコーキャンセラとして第1の信号を
入力する第1の入力端子(31)と、該第1の入力端子
(31)から入力される第1の信号を経時的に複数サン
プルにわたって順次蓄える第1のレジスタ(37)と、
該第1のレジスタ(37)から各サンプルを順次出力す
る第1の出力端子(34)と、タップ係数を格納する第
2のレジスタ(38)と、前記第1のレジスタ(37)
から取り出したサンプルデータと前記第2のレジスタ(
38)から取り出したタップ係数を使って畳み込み演算
を行う畳み込み演算器(39)と、第2の信号を入力す
る第2の入力端子(32)と、該第2の入力端子(32
)から入力される第2の信号から前記畳み込み演算器(
39)の出力を減算する減算器(40)と、該減算器(
40)における減算結果を出力する第2の出力端子(3
5)と、第3の信号を入力する第3の入力端子(33)
と、該第3の入力端子(33)から入力された第3の信
号を蓄える第3のレジスタ(41)と、該第3の入力端
子(33)から入力された第3の信号を出力する第3の
出力端子(36)と、前記第3のレジスタ(41)の出
力と前記第1のレジスタ(37)から取り出したサンプ
ルデータとから前記第2のレジスタ(38)に格納され
ているタップ係数の修正量を演算する修正量演算器(4
2)と、演算された該修正量に従って前記第2のレジス
タ(38)に格納されているタップ係数を修正する修正
用の加算器(43)と、から成る適応フィルタを第1か
ら第NまでN個(但しNは任意の整数)用意した。In order to achieve the above object, the present invention includes a speaker that converts a reception signal from a reception line into voice and outputs it, and a microphone that converts the voice to be transmitted into a transmission signal and outputs it to the transmission line. Hans 71J - The first echo canceller that performs echo cancellation by creating a corresponding pseudo echo from the received signal and canceling the echo caused by the sound output from the speaker going around to the microphone in a telephone, etc. a first input terminal (31) that inputs the signal; a first register (37) that sequentially stores the first signal input from the first input terminal (31) over a plurality of samples over time;
A first output terminal (34) that sequentially outputs each sample from the first register (37), a second register (38) that stores tap coefficients, and the first register (37).
sample data taken out from the second register (
a convolution operator (39) that performs a convolution operation using the tap coefficients taken out from the input terminal (38); a second input terminal (32) that inputs a second signal;
) from the second signal input from the convolution operator (
a subtracter (40) that subtracts the output of the subtractor (39);
A second output terminal (3) outputs the subtraction result in (40).
5) and a third input terminal (33) for inputting a third signal.
and a third register (41) that stores the third signal input from the third input terminal (33), and outputs the third signal input from the third input terminal (33). A third output terminal (36), a tap stored in the second register (38) from the output of the third register (41) and sample data taken out from the first register (37). Correction amount calculation unit (4) that calculates the correction amount of the coefficient
2) and a correction adder (43) that corrects the tap coefficient stored in the second register (38) according to the calculated correction amount. N pieces (N is any integer) were prepared.
第1の適応フィルタにおいては、第1の入力端子(31
)から前記受話信号(スピーカの入力信号)を、第2の
入力端子(32)から前記マイクロホンの出力信号を、
それぞれ入力し、第Nの適応フィルタにおいては、前記
第2の出力端子(35)からの出力信号を第1の適応フ
ィルタにおける第3の入力信号として前記第3の入力端
子(33)に入力し、第2から第N−1までの各適応フ
ィルタについては、各々の第1乃至第3の入力端子(3
1,32,33)を前段の適応フィルタの第1乃至第3
の出力端子(34,35,36)に接続すると共に、各
々の第1乃至第3の出力端子(34,35,36)を後
段の適応フィルタの第1乃至第3の入力端子(31,3
2,33)に接続し、前記第Nの適応フィルタの第2の
出力端子(35)又は第3の出力端子(36)から出力
信号を取り出して前記送話回線へ送出する。In the first adaptive filter, the first input terminal (31
) and the output signal of the microphone from the second input terminal (32).
In the N-th adaptive filter, the output signal from the second output terminal (35) is input to the third input terminal (33) as the third input signal in the first adaptive filter. , for each of the second to N-1th adaptive filters, each of the first to third input terminals (3
1, 32, 33) as the first to third adaptive filters in the previous stage.
The first to third output terminals (34, 35, 36) are connected to the first to third input terminals (31, 36) of the subsequent adaptive filter.
2, 33), and extracts an output signal from the second output terminal (35) or the third output terminal (36) of the Nth adaptive filter and sends it to the transmission line.
以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
本発明のエコーキャンセラをハウリング防止のために適
用した場合について説明する。第1図は本発明の第1の
実施例を示すブロック図である。A case will be described in which the echo canceller of the present invention is applied to prevent howling. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
同図において、先ず本実施例のエコーキャンセラの構成
について説明する。In the figure, first, the configuration of the echo canceller of this embodiment will be explained.
通話相手からの受信信号x(t)はスピーカ2への入力
信号として、音響信号に再生されるとともにAD変換器
4に入力される。ここでアナログ信号がディジタル信号
に変換される。本実施例では、電話帯域(300〜34
00t(z)を対象とするためサンプリング周波数は8
K)Iz、量子化ビット数は16ビツトで使用する。こ
のAD変換器4の出力端子は初段の適応フィルタ30A
の第1の入力。The received signal x(t) from the other party is reproduced into an acoustic signal as an input signal to the speaker 2 and is input to the AD converter 4. Here the analog signal is converted into a digital signal. In this example, the telephone band (300 to 34
Since the target is 00t(z), the sampling frequency is 8.
K) Iz, the number of quantization bits is 16 bits. The output terminal of this AD converter 4 is the first stage adaptive filter 30A.
The first input of
端子31に接続されており、ディジタル信号に変換され
た受信信号は適応フィルタ30Aの第1の入力データと
して入力される。It is connected to a terminal 31, and the received signal converted into a digital signal is input as first input data to the adaptive filter 30A.
一方、第1図に示したように複数の適応フィルタ(30
A〜3ON)はそれぞれ対応する入力端子と出力端子が
接続されている。このうち最終段適応フィルタ3ONの
第2出力データは初段の適応フィルタ30Aの第3の入
力信号として第3の入力端子33に入力される。また、
マイクロホン5から入力されたマイク入力信号は、AD
変換器6においてAD変換器4と同じ条件でディジタル
信号に変換された後、初段の適応フィルタ30Aの第2
入力信号として第2の入力端子32に入力される。On the other hand, as shown in FIG.
A to 3ON) have their corresponding input terminals and output terminals connected. Of these, the second output data of the final stage adaptive filter 3ON is input to the third input terminal 33 as the third input signal of the first stage adaptive filter 30A. Also,
The microphone input signal input from the microphone 5 is
After being converted into a digital signal by the converter 6 under the same conditions as the AD converter 4, the second signal of the first stage adaptive filter 30A is
The signal is input to the second input terminal 32 as an input signal.
さらに、最終段の適応フィルタ3ONの第3出力端子3
6は、DA変換器7に接続されており、第3出力データ
はDA変換器7によって、アナログ信号として再生され
、送信信号として通話相手側に送出される構成になって
いる。Furthermore, the third output terminal 3 of the final stage adaptive filter 3ON
6 is connected to a DA converter 7, and the third output data is reproduced as an analog signal by the DA converter 7 and sent to the other party as a transmission signal.
次に、第3図を用いて、個々の適応フィルタの動作を説
明する。第1図において、適応フィルタ30A〜3ON
は、すべて同じ構成のものなので、第3図では、その一
つを30として示している。Next, the operation of each adaptive filter will be explained using FIG. In FIG. 1, adaptive filters 30A to 3ON
Since they all have the same configuration, one of them is shown as 30 in FIG.
すなわち30は適応フィルタであり、入力端子31〜3
3と出力端子34〜36をそれぞれもっている。第1の
入力端子31から入力されるサンプルデータは、n個の
16ビツト・レジスタ段から構成されたXレジスタ37
に順次保持される。That is, 30 is an adaptive filter, and input terminals 31 to 3
3 and output terminals 34 to 36, respectively. The sample data input from the first input terminal 31 is transferred to the X register 37, which is composed of n 16-bit register stages.
are held sequentially.
ここで、そのXレジスタ37に保持される時刻tのデー
タ(n個のデータ)をX 6 (t) ”−X n−t
(t)とする0時刻(t+1)に新たにデータx (
t+1)が入力されると、n個のレジスタ段の内容は順
に隣に移動する。すなわち
X =−+(t + 1 ) = X t (t) 。Here, the data at time t (n pieces of data) held in the X register 37 is expressed as X 6 (t) ”-X n-t
(t) At time 0 (t+1), new data x (
t+1), the contents of the n register stages are moved to the next neighbor in turn. That is, X = - + (t + 1) = X t (t).
i=0.1.・・・・・・、n−2 ・・・・・・(6) となる。i=0.1. ......, n-2 ・・・・・・(6) becomes.
最後のデータx I’l−1(t)は第1の出力データ
として第1の出力端子34から次段の適応フィルタの第
1の入力端子31へ第1の入力データとして引き渡され
、そこで同様の処理をうけ順次接続された次段の適応フ
ィルタへ渡される。そして最終段の適応フィルタ3ON
から、第1の出力データとして第1の出力端子34から
出力されるデータはそのまま捨てられる。The last data x I'l-1(t) is passed as first output data from the first output terminal 34 to the first input terminal 31 of the next stage adaptive filter, where it is similarly The filters are processed and then passed to the next stage of adaptive filters connected in sequence. And the final stage adaptive filter 3 is turned on.
Therefore, the data output from the first output terminal 34 as the first output data is discarded as is.
次に、n個の16ピント・レジスタ段から成るタップ係
数レジスタ38は、同様に時刻tにおいてn個のレジス
タ段にha(t)〜h、、−1(0の値を持っている。Next, the tap coefficient register 38 consisting of n 16-pinto register stages similarly has values ha(t) to h, , -1 (0) in the n register stages at time t.
これが、公知例であげたタップ係数であり反響路のイン
パルスレスポンスに相当する。This is the tap coefficient mentioned in the known example and corresponds to the impulse response of the echo path.
畳み込み演算器39では、タップ係数レジスタ38とX
レジスフ3フ内のデータを用いて、前記式(1)で示す
演算を行ない、出力y(t)を算出する。第2の入力端
子32から入力された第2の入力データからこのy(【
)を減算器40で減算後、その値を第2の出力データと
して第2の出力端子35から次段の適応フィルタ30B
に引き渡す。In the convolution calculator 39, the tap coefficient register 38 and
Using the data in register 3, the calculation shown in equation (1) is performed to calculate the output y(t). From the second input data input from the second input terminal 32, this y([
) is subtracted by the subtracter 40, and the value is used as second output data from the second output terminal 35 to the next stage adaptive filter 30B.
hand over to.
次段の適応フィルタ30Bでは、これを第2の入力デー
タとして同一の処理を行なう。The adaptive filter 30B at the next stage performs the same processing using this as second input data.
最終段の適応フィルタ3ONでは、第2の出力データは
初段の適応フィルタ30Aの第3の入力データとして第
3の入力端子33にもどされ、この値はEレジスタ41
に格納後、第3の出力データとして、第3の出力端子3
6から次段の適応フィルタ30Bに引き渡される。最終
段の適応フィルタ3ONではこの第3の出力データはD
A変換器7に入力され、送信信号となる。In the final stage adaptive filter 3ON, the second output data is returned to the third input terminal 33 as the third input data of the first stage adaptive filter 30A, and this value is transferred to the E register 41.
After storing it in the third output terminal 3 as the third output data,
6 and then handed over to the next stage adaptive filter 30B. In the final stage adaptive filter 3ON, this third output data is D
The signal is input to the A converter 7 and becomes a transmission signal.
次に、LMS法においては、Eレジスタ41に格納され
た第3の入力データ(すなわちe(t))とX+(t)
をもとに修正量算出器42において前記式(41)に示
すタップ係数の修正量を算出する。その後タップ係数レ
ジスタ38の値を次々に読み出し′ζ加算器43におい
て、修正量を加算後、再びタップ係数レジスタ38の同
じ位置に格納する。Next, in the LMS method, the third input data (i.e. e(t)) stored in the E register 41 and X+(t)
Based on this, the correction amount calculator 42 calculates the correction amount of the tap coefficient shown in equation (41) above. Thereafter, the values of the tap coefficient register 38 are read out one after another, and after the correction amount is added in the 'ζ adder 43, the values are stored in the same position of the tap coefficient register 38 again.
以上のニ連の動作を各適応フィルタは並行して、1サン
プリング時間内(8K Hzのサンプリングでは125
μs)で動作する。Each adaptive filter performs the above two series of operations in parallel within one sampling time (125
(μs).
その結果、1個の適応フィルタでたとえば128タツプ
しか構成できない場合でも、複数個の適応フィルタを縦
列に縦続接続することによって、l11000タツプも
の長いタップ数の適応フィルタを構成でき、長い反響信
号を消去するエコーキャンセラを構成することができる
。また、消去する反響信号の時間に応じて適応フィルタ
の個数を設定することができるなどの効果がある。As a result, even if a single adaptive filter can only have 128 taps, by cascading multiple adaptive filters, an adaptive filter with as many as 11,000 taps can be constructed, eliminating long echo signals. It is possible to configure an echo canceller. Further, there is an effect that the number of adaptive filters can be set depending on the time of the echo signal to be canceled.
次に第2の実施例を第4図に示した。第1の実施例と異
なる点は、DA変換器7への入力データを最終段の適応
フィルタ3ONの第2の出力端子35から取ることであ
る。そして、最終段の適応フィルタ3ONの第3の出力
データはそのまま捨てることになる。第1の実施例と比
較してDA変換器7へのデータは同じであるが、速い時
間に受は取ることができるメリットがある。Next, a second embodiment is shown in FIG. The difference from the first embodiment is that the input data to the DA converter 7 is taken from the second output terminal 35 of the final stage adaptive filter 3ON. The third output data of the final stage adaptive filter 3ON is then discarded as is. Although the data sent to the DA converter 7 is the same as in the first embodiment, it has the advantage of being able to receive data at a faster time.
また、第3の実施例を第5図に示した。第5図はタップ
係数の更新法に学習同定法を用いた場合の機能ブロンク
図である。Further, a third embodiment is shown in FIG. FIG. 5 is a functional Bronc diagram when the learning identification method is used to update the tap coefficients.
第3図と比較してXレジスタ37に蓄えであるデータの
二乗和を算出する二乗和算出回路44を設けてその結果
を修正量算出器42に入力する。In comparison with FIG. 3, a square sum calculating circuit 44 is provided to calculate the square sum of the data stored in the X register 37, and the result is input to the correction amount calculator 42.
修正量算出回路42では学習同定法の算出式(上記式(
4)、(5))によって修正量を算出してタンプ係数更
新に用いる。第1の実施例であるLMS法に比較して収
束時間が短縮されるメリットがある。The correction amount calculation circuit 42 uses the calculation formula of the learning identification method (the above formula (
4) and (5)), the correction amount is calculated and used for updating the stamp coefficient. This method has the advantage of shortening the convergence time compared to the LMS method of the first embodiment.
第4の実施例を第6図に示した。これは第1図において
最終段の適応フィルタ3ONの第2の出力を一旦Eバッ
ファ18に蓄えた後で、初段の適応フィルタ30Aに引
き渡す方式である。これによって、初段の適応フィルタ
30Aは最終段の適応フィルタ3ONの第2の出力を待
つことなく、次の動作に入ることができる。A fourth embodiment is shown in FIG. This is a method in which the second output of the last-stage adaptive filter 3ON is temporarily stored in the E-buffer 18 in FIG. 1, and then delivered to the first-stage adaptive filter 30A. This allows the first-stage adaptive filter 30A to start the next operation without waiting for the second output from the final-stage adaptive filter 3ON.
ただしその場合、1サンプルだけ以前の信号を用いるこ
とになる。しかし、エコーキャンセラ自体の動作に大き
く影響することはな(各適応フィルタの動作が可能とな
り、縦列接続できる適応フィルタの個数を増やすことが
できる。However, in that case, a signal from one sample earlier will be used. However, this does not significantly affect the operation of the echo canceller itself (each adaptive filter can operate, and the number of adaptive filters that can be connected in series can be increased).
さらに第7図に示した第5の実施例では、第3図の実施
例に比較して、Eレジスタ41の値を第3の出力として
用いる構成となっている。このEレジスタ41は、第3
の入力信号が、入ってくるたびに更新される。これによ
って、第3の入力信号を待つまでもなくタップ係数レジ
スタ38の更新動作が可能である。ただしこの場合も第
4の実施例と同じくlサンプル以前の値を使用すること
になる。Further, in the fifth embodiment shown in FIG. 7, compared to the embodiment shown in FIG. 3, the value of the E register 41 is used as the third output. This E register 41 is the third
is updated each time an input signal is received. This allows the tap coefficient register 38 to be updated without waiting for the third input signal. However, in this case, as in the fourth embodiment, values before l samples are used.
なお、以上の実施例では適応フィルタの入出力端子はそ
れぞれ1本の綿の端子として説明した。In the above embodiments, each of the input and output terminals of the adaptive filter has been explained as a single cotton terminal.
しかし扱うデータは16ピントのディジタルデータであ
るためその転送方式はパラレルやシリアルであったりす
る。また、3つの人出力データを時分割で入出力するこ
とも可能である。したがって、見かけ上の入出力の端子
は第3図に示したように合計6本とは限らない。However, since the data handled is 16-pin digital data, the transfer method may be parallel or serial. It is also possible to input and output three types of human output data in a time-sharing manner. Therefore, the apparent number of input/output terminals is not limited to six in total as shown in FIG.
また、実施例では全て、適応フィルタの各ブロックがハ
ードウェアで構成されているとして説明した。しかし最
近半導体技術の進歩によってDSP(ディジタルシグナ
ルプロセノサ、Digital Signal Pro
cesSor)と呼ばれる高速の演算処理が可能なLS
Iが出現した。これをもちいて、本実施例の適応フィル
タを構成するとDSPIチップで構成が可能である。Furthermore, in all of the embodiments, each block of the adaptive filter has been described as being constituted by hardware. However, with recent advances in semiconductor technology, DSP (Digital Signal Processor)
LS capable of high-speed calculation processing called cesSor)
I appeared. Using this, the adaptive filter of this embodiment can be constructed using a DSPI chip.
この場合、第3図で示した信号処理ブロックをソフトウ
ェアで行なうことになる。この場合でも本実施例で、使
用した適応フィルタはそれぞれまったく同一のソフトウ
ェアで動作させることが可能である。そのため、DSP
のプログラムのマスクチャージが一回で済む経済的な効
果がある。また、複数の動作モードを内蔵しスイッチな
どで動作モードを切り替えるようなソフトを用いて、見
かけ上は複数の種類の適応フィルタで構成したようにも
できる。しかし、この場合処理時間をもっとも要するD
SPがネックとなって全体の処理能力が低下し、DSP
の能力をフルに利用できない。In this case, the signal processing block shown in FIG. 3 will be performed by software. Even in this case, the adaptive filters used in this embodiment can be operated using exactly the same software. Therefore, DSP
This program has an economical effect as you only have to pay for the mask once. Furthermore, by using software that has multiple built-in operating modes and switches the operating modes using a switch, etc., it can be made to look like it is composed of multiple types of adaptive filters. However, in this case, D requires the most processing time.
SP becomes a bottleneck, reducing overall processing power, and DSP
unable to use their full potential.
したがって、各DSPへ均等に処理を分割する本実施例
は、DSPの稼動効率を最大限に引き出す効果がある。Therefore, this embodiment, which equally divides the processing to each DSP, has the effect of maximizing the operating efficiency of the DSPs.
本発明によれば、まったく同一のハードウェアで構成さ
れた適応フィルタを1個または複数個接続することによ
り、その接続個数に応じて任意のエコー補償時間をもっ
たエコーキャンセラを実現することができる。すなわち
、1種類の適応フィルタをLSI化するのみで目的に応
したエコーキャンセラを多種類構成することができる。According to the present invention, by connecting one or more adaptive filters made of exactly the same hardware, it is possible to realize an echo canceller with an arbitrary echo compensation time depending on the number of adaptive filters connected. . That is, by simply converting one type of adaptive filter into an LSI, it is possible to configure many types of echo cancellers depending on the purpose.
また、適応フィルタをDSPで構成する場合でも1種類
のソフトウェアで構成でき、その動作も同一のものとな
りDSPの動作効率が良い。Furthermore, even when the adaptive filter is constructed using a DSP, it can be constructed using one type of software, and its operations are the same, resulting in good operational efficiency of the DSP.
その結果、目的に応じたエコーキャンセラを低価格で構
成することができる。As a result, it is possible to construct an echo canceller suited to the purpose at a low cost.
第1図は本発明の第1の実施例を示したブロック図、第
2図は従来の反響信号消去回路をハウリング防止に適用
した例を示したブロック図、第3図は第1の実施例に示
した適応フィルタの内部機能を示したブロック図、第4
図は本発明の第2の実施例を示したブロック図、第5図
は本発明の第3の実施例を示したブロック図、第6図は
第4の実施例を示したブロック図、第7図は第5の実施
例を示したブロック図、である。
符号の説明
18・・・Eバッファ、30.30A〜3ON・・・適
応フィルタ、31〜33・・・入力端子、34〜36・
・・出力端子、37・・・Xレジスタ、38・・・タッ
プ係数レジスタ、39・・・畳込み演算器、40・・・
減算器、41・・・Eレジスタ、42・・・修正量算出
器、43・・・加算器、44・・・二乗和算出器。
代理人 弁理士 並 木 昭 夫
12 図
璽3!1
lI41!l
填 5 図
16 図Fig. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an example in which a conventional echo signal canceling circuit is applied to howling prevention, and Fig. 3 is a block diagram showing the first embodiment. A block diagram showing the internal functions of the adaptive filter shown in Figure 4.
The figure is a block diagram showing a second embodiment of the invention, FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the invention, FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment, and FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the fifth embodiment. Explanation of symbols 18... E buffer, 30. 30A-3ON... adaptive filter, 31-33... input terminal, 34-36.
...Output terminal, 37...X register, 38...Tap coefficient register, 39...Convolution operator, 40...
Subtractor, 41... E register, 42... Correction amount calculator, 43... Adder, 44... Square sum calculator. Agent Patent Attorney Akio Namiki 12 Seal 3!1 lI41! l Filling 5 Figure 16 Figure
Claims (1)
スピーカと、送信すべき音声を送話信号に変換して送話
回線へ出力するマイクロホンと、を含む電話機において
、スピーカから出力された音声がマイクロホンにまわり
込むことにより生じるエコーを、それに対応した擬似エ
コーを前記受話信号から作り出して打ち消すことにより
エコーキャンセルを行うエコーキャンセラにおいて、 第1の信号を入力する第1の入力端子(31)と、該第
1の入力端子(31)から入力される第1の信号を経時
的に複数サンプルにわたって順次蓄える第1のレジスタ
(37)と、該第1のレジスタ(37)から各サンプル
を順次出力する第1の出力端子(34)と、タップ係数
を格納する第2のレジスタ(38)と、前記第1のレジ
スタ(37)から取り出したサンプルデータと前記第2
のレジスタ(38)から取り出したタップ係数を使って
畳み込み演算を行う畳み込み演算器(39)と、第2の
信号を入力する第2の入力端子(32)と、該第2の入
力端子(32)から入力される第2の信号から前記畳み
込み演算器(39)の出力を減算する減算器(40)と
、該減算器(40)における減算結果を出力する第2の
出力端子(35)と、第3の信号を入力する第3の入力
端子(33)と、該第3の入力端子(33)から入力さ
れた第3の信号を蓄える第3のレジスタ(41)と、該
第3の入力端子(33)から入力された第3の信号を出
力する第3の出力端子(36)と、前記第3のレジスタ
(41)の出力と前記第1のレジスタ(37)から取り
出したサンプルデータとから前記第2のレジスタ(38
)に格納されているタップ係数の修正量を演算する修正
量演算器(42)と、演算された該修正量に従って前記
第2のレジスタ(38)に格納されているタップ係数を
修正する修正用の加算器(43)と、 から成る適応フィルタを第1から第NまでN個(但しN
は任意の整数)用意し、 第1の適応フィルタにおいては、第1の入力端子(31
)から前記受話信号(スピーカの入力信号)を、第2の
入力端子(32)から前記マイクロホンの出力信号を、
それぞれ入力し、第Nの適応フィルタにおいては、前記
第2の出力端子(35)からの出力信号を第1の適応フ
ィルタにおける第3の入力信号として前記第3の入力端
子(33)に入力し、第2から第N−1までの各適応フ
ィルタについては、各々の第1乃至第3の入力端子(3
1、32、33)を前段の適応フィルタの第1乃至第3
の出力端子(34、35、36)に接続すると共に、各
々の第1乃至第3の出力端子(34、35、36)を後
段の適応フィルタの第1乃至第3の入力端子(31、3
2、33)に接続し、前記第Nの適応フィルタの第2の
出力端子(35)又は第3の出力端子(36)から出力
信号を取り出して前記送話回線へ送出することを特徴と
するエコーキャンセラ。[Claims] 1. A telephone including a speaker that converts a reception signal from a reception line into voice and outputs it, and a microphone that converts the voice to be transmitted into a transmission signal and outputs it to the transmission line. , an echo canceller that performs echo cancellation by creating a corresponding pseudo echo from the received signal and canceling the echo caused by the sound output from the speaker going around to the microphone; an input terminal (31), a first register (37) that sequentially stores a first signal input from the first input terminal (31) over a plurality of samples over time; ), a second register (38) that stores tap coefficients, and a first output terminal (34) that sequentially outputs each sample from the first register (37);
a convolution operator (39) that performs a convolution operation using tap coefficients taken out from a register (38); a second input terminal (32) into which a second signal is input; ); a subtracter (40) that subtracts the output of the convolution operator (39) from a second signal input from the subtractor (40); and a second output terminal (35) that outputs the subtraction result in the subtracter (40). , a third input terminal (33) for inputting a third signal, a third register (41) for storing the third signal input from the third input terminal (33), and a third register (41) for storing the third signal input from the third input terminal (33); A third output terminal (36) that outputs the third signal input from the input terminal (33), and sample data extracted from the output of the third register (41) and the first register (37). and from the second register (38
), and a correction unit for correcting the tap coefficient stored in the second register (38) according to the calculated correction amount. an adder (43), and N adaptive filters from the first to Nth (however,
is an arbitrary integer), and in the first adaptive filter, the first input terminal (31
) and the output signal of the microphone from the second input terminal (32).
In the N-th adaptive filter, the output signal from the second output terminal (35) is input to the third input terminal (33) as the third input signal in the first adaptive filter. , for each of the second to N-1th adaptive filters, each of the first to third input terminals (3
1, 32, 33) as the first to third adaptive filters in the previous stage.
The first to third output terminals (34, 35, 36) are connected to the first to third input terminals (31, 36) of the subsequent adaptive filter.
2, 33), and extracts an output signal from the second output terminal (35) or the third output terminal (36) of the Nth adaptive filter and sends it to the transmission line. echo canceller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13730388A JPH01307321A (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | echo canceller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13730388A JPH01307321A (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | echo canceller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307321A true JPH01307321A (en) | 1989-12-12 |
Family
ID=15195535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13730388A Pending JPH01307321A (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | echo canceller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01307321A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007139621A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Microsoft Corporation | Adaptive acoustic echo cancellation |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP13730388A patent/JPH01307321A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007139621A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Microsoft Corporation | Adaptive acoustic echo cancellation |
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