JPH0332232A - 音響エコーキャンセラー - 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】 （概　　要〕 拡声電話機等に適用される音響エコーキャンセラーに関
し、 動作開始時から正常なエコー消去を行うことができる音
響エコーキャンセラーを実現することを目的とし、 エコー経路の直接音によるインパルス応答に相当するフ
ィルタ係数を記憶した初期値メモリと、受信信号及び送
信信号から該エコー経路の特性を推定して擬似エコーを
生成しこれをエコー成分から差し引くことによって該送
信信号から該エコー成分を消去する適応フィルタであっ
て動作開始から一定期間中だけ該フィルタ係数を人力す
るものと、で構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は音響エコーキャンセラーに関し、特に拡声電話
機等に適用される音響エコーキャンセラーに関するもの
である。

拡声電話機等においては、電話機筐体にスピーカ及びマ
イクを収容し相手側音声を拡声して用いるためスピーカ
からマイクへ廻り込む音量が大きく、そのままではハウ
リングが発生する。

従って、スピーカからマイクへの音響結合を低減させる
ためのエコーキャンセラーが必要となる。

〔従来の技術〕

第４図は従来から用いられている音響エコーキャンセラ
ーを示しており、このエコーキャンセラーでは、適応フ
ィルタ２０において受信信号Ｒｉｎをサンプリングして
取り込み、この取り込んだ受信信号Ｒｉｎをサンプリン
グする毎に各遅延素子２５で遅延させ、更にその出力に
タップ２４のフィルタ係数を乗算し、これらの乗算結果
を加算器２３で加算して畳み込むことによりスピーカ１
１からマイク１２への音響エコー経路の特性（インパル
ス応答）を推定してマイク人力Ｓｉｎ中のエコー威分Ｓ
を打ち消すための擬似エコーＳ′を生成している。

そして、このエコー経路の特性の推定に当たっては送信
信号５ｏｕｔをフィードバックして係数修正回路２１で
フィルタ係数の修正を行い、係数メモリ２２で所望のフ
ィルタ係数を読み出して対応する各タップ２４を修正し
、送信信号５ｏｕｔ中のエコー誤差成分が最小になるよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、拡声電話機の様に音響系のエコーを消去する
ためにエコーキャンセラーを用いる場合、エコー経路の
インパルス応答が長いためこれに対応してエコーキャン
セラー内の適応フィルタ２０は長いタップを持つ必要が
ある。

一方、タップが長くなるほど適応フィルタの適応速度は
遅くなり、例えばエコーキャンセラーのエコー消去能力
を表す値として「エコー消去量ＥＲＬＥ」　（Ｓｉｎと
５ｏｕｔの電力比）を用い、エコーキャンセラーの初期
状態からの変化を示すと第５図の様になる。

即ち、エコー４・ヤンセラーの動作開始後の初期状態で
はタップ２４のフィルタ係数が零であるためエコー消去
量は零であり、時間の経過に伴って増大しエコー消去に
充分な通話開始状態に達するまでに数秒を要する。

従って、それまでのエコー消去量が不十分な状態ではハ
ウリングが生したり、消去し切れないエコーが大きいた
め通話品質が大きく劣化する。

この様な問題を避けるためには、第６図に示す様に、通
話開始時にはエコーキャンセラーの受信信号Ｒｉｎに白
色雑音発生回路３０から白色雑音信号をトレーニング信
号として入力して適応フィルタのフィルタ係数を進め、
エコー消去量が充分な値に達したら通話状態に切り換え
ることが考えられるが、この方法では通話を始める際に
スピーカから白色雑音が送出されてしまうと共に通話状
態になるまで待たされるという問題があった。

そこで、本発明は動作開始時から正常なエコー消去を行
うことができる音響エコーキャンセラーを実現すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

拡声電話機等のスピーカーマイク間の音響結合の要因は
第２図に示す様に直接音と残響音とに大別される。直接
音はスピーカ１１から出た音が拡声電話機の筐体や空間
を伝わって直接マイク］２に達する音であり、また残響
音はスピーカ１１から出た音が拡声電話機の置かれた部
屋の壁Ｗ、床Ｆ、天井Ｃ等に反射してマイク１２に戻っ
て来る音である。

これらの直接音と残響音を比較すると次の様な性質があ
る。

■直接音はスピーカ１１、マイク１２の音響的特性やス
ピーカーマイク間距離及び電話機筐体の音響的特性によ
って決まり、周囲環境の条件に無関係であるのに対し、
残響音は部屋の寸法や壁の利質及び拡声電話機の置かれ
ている位置等周囲条件の影響を受けるため測定し難い。

■直接音はスピーカ１１からマイク１２へ至近距離で到
達する音であるため、余り減衰しないが、残響音は空間
を伝達する経路が長いことや反！ｌ−１経路を含んでい
るため減衰量が大きい。従って、直接音と残響音の大き
さを比較すると残響音に対して直接音が遥かに大きい。

そして、エコーキャンセラーは、直接音によるエコー経
路の特性（インパルス応答）Ｃｄと残響音によるエコー
経路の特性（インパルス応答）Ｇｒの和Ｇを一つのエコ
ー経路特１生（インパルス応答）として捉え、これに対
して推定・制御を行うものであるが、本発明の音響エコ
ーキャンセラーでは、残響音に比べて音の大きい直接音
に着目し、初期時にはこの直接音により求めたインパル
ス応答（Ｃｏｄ）に相当するフィルタ係数を適応フィル
タ２が用いるようにするため、第１図に示すように、こ
のフィルタ係数を記憶した初期値メモリ１を設置ノでい
る。

〔作　　　用〕

本発明においては、動作開始時に初期値メモリ１からフ
ィルタ係数を適応フィルタ２にロードし、これを初２Ｉ
Ｊｌ値として適応動作を開始する。この場合の適応動作
開始時点のエコー消去量は、第５図に示す通話開始時点
のエコー消去量に対応している。

この時点で音響エコー経路特性（インパルス応答）と適
応フィルタ２が有するフィルタ係数（インパルス応答）
との誤差は残響音によるエコー経路の成分（Ｇｒ）であ
り、」二速の様にＧｒは減衰によって小さくなるからそ
の誤差は小さく、従って初期状態においても比較的大き
なエコー消去量が得られる。

（実　施　例〕 第３図には本発明に係る音響エコーキャンセラーの一実
施例が示されており、この実施例では、適応フィルタ２
において第４図の従来例に加えて、初期値メモリ１又は
係数修正回路２１の出力を選択する切替回路２６と、こ
の切替回路２６を制御するためのオン／オフ信号を出力
するタイマ回路２７とを含んでいる。尚、初期値メモリ
１には、予めマイク−スピーカ間の直接音のインパルス
応答を測定してその値を書き込んだＲＯＭを用いている
。

動作においては、まず動作開始時にエコーキャンセラー
の電源が投入されると、タイマ回路２マが働き、このタ
イマ回路２７がタイム・アップするまで切替回路２７が
ＲＯＭＩからフィルタ係数の初期値を読み出し、係数メ
モリ２２に転送する。

これにより、各タップ２４はフィルタ係数の初期値が設
定され、通話開始から定常会話ｎ；’７のようなエコー
消去量が得られる。

そして、通話開始から一定時間が経過してタイマ回路２
７がタイム・アップすると、切替回路２６は今度は係数
修正回路２１からの修正係数値を係数メモリ２２に転送
し通常の適応フィルタ動作に移行する。

〔発明の効果］ 本発明に係る音響エコーキャンセラーによれば、初期値
メモリにより動作開始時から定常通話時のようなフィル
タ係数が適応フィルタに与えられるように構成したので
、電話の使用開始から大きなエコー消去量を得ることが
でき、電話機使用開始時のトレーニングを不要とし、ま
たトレーニング用白色雑音送出による不快感や待ち時間
なしで通話を開始することができる。また、直接音によ
るインパルス応答に相当するフィルタ係数を初期値メモ
リに記憶したので、周囲環境の影響を受りない特有の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る音響エコーキャンセラーの原理ブ
ロック図、 第２図は本発明の詳細な説明するための図、第３図は本
発明に係る音響エコーキャンセラーの一実施例を示すブ
ロック図、 第４図は従来例を示すブロック図、 第５図ば工エコ一消去量の時間的変化を示すグラフ図、 第６図はエコーキャンセラーの初期トレーニングを説明
するための図、である。 第１図において、 １・・・初期値メモリ、 ２・・・適応フィルタ。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 本発明の原理図 第１図 拡声電話機のエコー経路 １１ エコーキャンセラー 従来例 第４図 初期状態からのエコー 消去量の時間的変化 第５図 エコーキャンセラーにおける 初期トレーニング方法

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エコー経路の直接音によるインパルス応答に相当するフ
   ィルタ係数を記憶した初期値メモリ（１）と、受信信号
   及び送信信号から該エコー経路の特性を推定して擬似エ
   コーを生成しこれをエコー成分から差し引くことによっ
   て該送信信号から該エコー成分を消去する適応フィルタ
   （２）であって動作開始から一定期間中だけ該フィルタ
   係数を入力するものと、 を備えたことを特徴とする音響エコーキャンセラー。