JPH0448005B2 - - Google Patents

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JPH0448005B2
JPH0448005B2 JP59157851A JP15785184A JPH0448005B2 JP H0448005 B2 JPH0448005 B2 JP H0448005B2 JP 59157851 A JP59157851 A JP 59157851A JP 15785184 A JP15785184 A JP 15785184A JP H0448005 B2 JPH0448005 B2 JP H0448005B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
input signal
register
receiving side
side input
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59157851A
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Japanese (ja)
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JPS6135630A (en
Inventor
Kyotaka Nagai
Ryoji Suzuki
Akyoshi Yamada
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US06/758,806 priority patent/US4672665A/en
Publication of JPS6135630A publication Critical patent/JPS6135630A/en
Publication of JPH0448005B2 publication Critical patent/JPH0448005B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23—Reducing 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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電話回線の2線式回線と4線式回線
のインピーダンス不整合により発生するエコー信
号を消去し、長距離電話回線の通話品質の向上に
使用されるエコーキヤンセラに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention eliminates echo signals caused by impedance mismatch between a two-wire line and a four-wire line in a telephone line, thereby improving speech quality on a long-distance telephone line. This relates to echo cancellers used in

従来例の構成とその問題点 従来、エコーキヤンセラの適応推定アルゴリズ
ムとして、学習同定法に基づくものが広くもちい
られてきた。
Configuration of conventional examples and their problems Conventionally, as adaptive estimation algorithms for echo cancellers, those based on learning identification methods have been widely used.

学習同定法に基づくエコーキヤンセラでは、白
色雑音信号のような相関性のない信号を入力した
時は、良好な収束特性を得ることができるが、音
声信号のような強い相関性を有する信号を入力し
た場合には、収束時間が長くなるという問題点が
あつた。
The echo canceller based on the learning identification method can obtain good convergence characteristics when uncorrelated signals such as white noise signals are input, but it is difficult to obtain signals with strong correlation such as speech signals. There was a problem that it took a long time to converge when inputting it.

このような問題点を解決するエコーキヤンセラ
として、特公昭58−31129号に記載されている方
式にしたがうエコーキヤンセラが提案されてい
る。
As an echo canceller for solving these problems, an echo canceller according to the method described in Japanese Patent Publication No. 58-31129 has been proposed.

第1図にその構成図を示す。第1図で、1は受
信側入力端子、2は受信側出力端子、3は送信側
入力端子、4は送信側出力端子、5は予測係数算
出器、6は第1の予測器、7は第1の減算器、8
は第1のレジスタ、9は第2の予測器、10は第
2の減算器、11は第2のレジスタ、12は第1
のたたみ込み演算器、13は第3の減算器、14
は修正器、15は第3のレジスタ、16は第2の
たたみ込み演算器、17は第44の減算器である。
Figure 1 shows its configuration. In FIG. 1, 1 is a receiving side input terminal, 2 is a receiving side output terminal, 3 is a transmitting side input terminal, 4 is a transmitting side output terminal, 5 is a prediction coefficient calculator, 6 is a first predictor, and 7 is a first subtractor, 8
is the first register, 9 is the second predictor, 10 is the second subtractor, 11 is the second register, 12 is the first
convolution operator, 13 is the third subtractor, 14
is a corrector, 15 is a third register, 16 is a second convolution operator, and 17 is a 44th subtractor.

以上のように構成されたエコーキヤンセラにつ
いて、以下その動作と問題点を説明する。
The operation and problems of the echo canceller configured as described above will be explained below.

なお、以下の説明では、エコーキヤンセラ内部
の信号は時間に関してサンプリングされた離散的
時間信号として取扱うが、そのために必要なサン
プラ及びホールド回路については、周知のことで
あり、以下の説明では省略する。
In the following explanation, the signal inside the echo canceller will be treated as a discrete time signal sampled with respect to time, but the sampler and hold circuit required for this are well known and will be omitted in the following explanation. .

今、時刻jにおける受信側入力信号をxj、送信
側入力信号をyj、送信側出力信号をejとする。ま
た、受信側入力信号の信号列Xjを(1)式で、エコ
ーパスの推定インパルス応答H^を(2)式で表わすこ
とにする。
Now, assume that the receiving side input signal at time j is x j , the transmitting side input signal is y j , and the transmitting side output signal is e j . Also, the signal sequence X j of the input signal on the receiving side is expressed by equation (1), and the estimated impulse response H^ of the echo path is expressed by equation (2).

Xj=(xj,xj-1,……,xj-(N-1))′ …(1) H^j=(h^0j,h^1j,……,h^N-1j)′……(2) ここで、Nはインパルス応答のサンプル数を表
わし、′の記号はベクトルの転置を表わす。
X j = (x j , x j-1 , ..., x j-(N-1) )′ ...(1) H^ j = (h^ 0j , h^ 1j , ..., h^ N-1j )′...(2) Here, N represents the number of samples of the impulse response, and the symbol ′ represents the transposition of the vector.

定められた時間長の送信側入力信号が入力され
ると、予測係数算出器5では、前記受信側入力信
号をM次の自己回帰モデルの出力信号とみなして
その線形予測係数ai(i=1,2,…,M)を求
める。線形予測係数を求めるアルゴリズムは、例
えばDurbinの方法による。Durbinの方法の詳細
については、下記文献 (L.R.Rabiner and R.W.Schafer,Digital
Processing of Speech Signals,Prentice−
Hall,Inc,1978)などに記述されている。
When a transmitting side input signal of a predetermined time length is input, the prediction coefficient calculator 5 regards the receiving side input signal as an output signal of an M-order autoregressive model and calculates its linear prediction coefficient a i (i= 1, 2,...,M). The algorithm for determining the linear prediction coefficient is, for example, Durbin's method. For more information on Durbin's method, see the following article (LRRabiner and RWSchafer, Digital
Processing of Speech Signals, Prentice−
Hall, Inc., 1978).

すなわち、サンプル数Lの区間の線形予測係数
が一定であると仮定し、i次の短時間自己相関関
数R(i)を(3)式で定義すると、Durbinのアルゴリ
ズムは(4)式から(9)式で与えられる。
That is, assuming that the linear prediction coefficient in the interval with the number of samples L is constant, and defining the i-th short-time autocorrelation function R(i) using equation (3), Durbin's algorithm can be calculated from equation (4) as follows: 9) is given by Eq.

R(i)=L-1-i 〓m=0 xl+nxl+n+i(0iM) ……(3) E(o)=R(o) ……(4) ki=(R(i)−i-1 〓m=1 an (i-1)R(i−m))/ E(i-1)(1iM) ……(5) a(i) i=ki ……(6) a(i) n=an (i-1)−ki a(i-1) i-n(1mi−1) ……(7) E(i)=(1−k2 i)E(i-1) ……(8) an=a(M) n(1mM) ……(9) すなわち、(3)式によりM次までの短時間自己相
関関数を関めた後、(4)式を初期条件として(5)式か
ら(8)式をi=1,2,…,Mとして再帰的に計算
することによつて、最終的には(9)式より線形予測
係数を求めることができる。
R(i)= L-1-i 〓 m=0 x l+n x l+n+i (0iM) ……(3) E (o) = R(o) ……(4) k i =( R(i)− i-1 〓 m=1 a n (i-1) R(i-m))/ E (i-1) (1iM) ...(5) a (i) i =k i ... …(6) a (i) n = a n (i-1) −k i a (i-1) in (1mi−1) …(7) E (i) = (1−k 2 i )E (i-1) ……(8) a n =a (M) n (1mM) ……(9) That is, after relating the short-term autocorrelation function up to the Mth order using equation (3), (4 ) by recursively calculating equations (5) to (8) as i = 1, 2, ..., M using equation (5) as an initial condition, and finally obtain the linear prediction coefficient from equation (9). be able to.

第1の予測器6では、以上のようにして求めた
線形予測係数と受信側入力信号とをもちいて(10)式
にしたがつて受信側入力信号の予測値xp jを作成す
る。
The first predictor 6 uses the linear prediction coefficients obtained as described above and the receiving side input signal to create a predicted value x p j of the receiving side input signal according to equation (10).

xp j=M 〓i=1 aixj-1 ……(10) 第1の減算器7では、(11)式に示すように受信側
入力信号から受信側入力信号の予測値を差し引く
ことにより受信側入力信号の残差信号x〓jを作成す
る。
x p j = M 〓 i=1 a i x j-1 ...(10) The first subtractor 7 subtracts the predicted value of the receiving side input signal from the receiving side input signal as shown in equation (11). By doing this, a residual signal x〓 j of the input signal on the receiving side is created.

x〓=xj−xp j ……(11) 第1のレジスタ8では、以上のようにして求め
られた受信側入力信号の残差信号の信号列x〓を(12)
式に示す形で記憶する。
x〓=x j −x p j ……(11) The first register 8 stores the signal sequence x〓 of the residual signal of the receiving side input signal obtained in the above manner as (12)
Store it in the form shown in the formula.

x〓=(x〓j,x〓j-1,……x〓j-(N-1))′ ……(12) 第2の予測器9では、予測係数算出器5で算出
した前記線形予測係数と送信側入力信号とをもち
いて、(13)式にしたがつて送信側入力信号の予測値
yp jを作成し、また、第2の減算器10では、(14)式
に示すように送信側入力信号から送信側入力信号
から送信側入力信号の予測値を差し引くことによ
り送信側入力信号の残差信号y〓jを作成する。
x〓=(x〓 j , x〓 j-1 , ...x〓 j-(N-1) )' ...(12) In the second predictor 9, the linear Using the prediction coefficient and the input signal on the transmitter side, the predicted value of the input signal on the transmitter side is calculated according to equation (13).
y p j , and the second subtractor 10 subtracts the predicted value of the transmitting side input signal from the transmitting side input signal as shown in equation (14). Create the residual signal y〓 j .

yp j=M 〓i=1 aiyj-1 ……(13) y〓j=yj−yp j ……(14) 次に、推定インパルス応答を(2)式に示す形で記
憶している第2のレジスタの内容と前記第1のレ
ジスタ8の内容を(15)式に示すようにたたみ込んで
送信側入力信号の残差信号の推定値y〓jを求める。
y p j = M 〓 i=1 a i y j-1 ...(13) y〓 j =y j −y p j ...(14) Next, the estimated impulse response is expressed in the form shown in equation (2). The stored contents of the second register and the contents of the first register 8 are convolved as shown in equation (15) to obtain the estimated value y〓 j of the residual signal of the input signal on the transmitting side.

y〓j=H^′jX〓j ……(15) 第3の減算器13では、(16)式に示すように送信
側入力信号の残差信号からその推定値を差し引く
ことにより送信側入力信号の残差信号の推定誤差
信号e〓jを作成する。
y〓 j = H^′ j An estimated error signal e〓 j of the residual signal of the input signal is created.

e〓=y〓j−y〓j ……(16) 修正器14では、(17)式に示す学習同定法のアル
ゴリズムにしたがつて第2のレジスタ11の内
容、すなわち推定インパルス応答を修正する。
e〓=y〓 j −y〓 j ...(16) The corrector 14 corrects the contents of the second register 11, that is, the estimated impulse response, according to the algorithm of the learning identification method shown in equation (17). .

H^j+1=H^j+aX〓je〓j/‖X〓j‖2 ……(17) ここでaは0<a<2の定数であり、‖X〓j‖は
X〓jのユークリツドノルムを表わす。
H^ j+1 = H^ j + aX〓je〓 j /‖X〓j‖ 2 ...(17) Here, a is a constant of 0<a<2, and ‖X〓j‖
represents the Euclidean norm of X〓j.

第2のたたみ込み演算器16では、(18)式に示す
ように、第2のレジスタ11の内容と受信側入力
信号の信号列Xjを(1)式に示す形で記憶している
第3のレジスタ15の内容をたたみ込み、推定エ
コー信号y^jを作成する。
The second convolution calculator 16 stores the contents of the second register 11 and the signal sequence X j of the receiving side input signal in the form shown in equation (1), as shown in equation (18). The contents of the register 15 of 3 are convolved to create an estimated echo signal y^ j .

y^j=H^′jXj ……(18) 第4の減算器17では、(19)式に示すように送信
側入力信号から推定エコー信号を差し引くことに
より送信側出力信号を作成し、送信側出力端子4
に出力する。
y^ j = H^′ j , transmission side output terminal 4
Output to.

ej=yj−y^j ……(19) なお、受信側出力端子2には受信側入力信号が
そのまま出力される。
e j =y j −y^ j (19) Note that the receiving side input signal is output as is to the receiving side output terminal 2.

以上が第1図に示す構成のエコーキヤンセラの
動作であり、自己回帰モデルに基づく受信側入力
信号の相関性の軽減により、強い相関性を有する
受信側入力信号に対しても良好な収束特性を得る
ことができる。
The above is the operation of the echo canceller configured as shown in Figure 1. By reducing the correlation of the receiving side input signals based on the autoregressive model, it has good convergence characteristics even for receiving side input signals with strong correlation. can be obtained.

しかしながら第1図の構成のエコーキヤンセラ
では、通常の学習同定法によるエコーキヤンセラ
と比較して演算量及びメモリ量が増加するという
問題点があつた。
However, the echo canceller having the configuration shown in FIG. 1 has a problem in that the amount of calculation and memory increases compared to the echo canceller using the normal learning identification method.

以下、演算量及びメモリ量を具体的に評価す
る。最初に演算量をサンプル周期あたりの乗算量
で評価する。第1図の構成のエコーキヤンセラ
で、短時間自己関関数を算出する区間はオーバー
ラツプがないものとし、前記区間のサンプル数L
がNに等しいものとすれば、サンプル周期あたり
の乗算量は約(3N+4M+M2/N)である。一
方、通常の学習同定法によるエコーキヤンセラの
サンプル周期あたりの乗算量は約2Nである。こ
こで、N=320、M=5と仮定して通常の学習同
定法によるエコーキヤンセラに対する第1図の構
成のエコーキヤンセラの乗算量の比を求めると
1.53となる。すなわち、第1図の構成のエコーキ
ヤンセラでは、自己回帰モデルを導入することに
よつて、前記モデルを導入しない場合と比較して
約50%演算能力を向上させる必要がある。
The amount of calculation and memory amount will be specifically evaluated below. First, the amount of calculation is evaluated by the amount of multiplication per sampling period. In the echo canceller configured as shown in Fig. 1, it is assumed that there is no overlap in the interval in which the short-time autocorrelation function is calculated, and the number of samples in the interval is L.
is equal to N, the amount of multiplication per sample period is approximately (3N+4M+M 2 /N). On the other hand, the amount of multiplication per sampling period of the echo canceller using the normal learning identification method is approximately 2N. Here, assuming N = 320 and M = 5, we calculate the ratio of the multiplication amount of the echo canceller with the configuration shown in Figure 1 to the echo canceler using the normal learning identification method.
It becomes 1.53. That is, in the echo canceller having the configuration shown in FIG. 1, by introducing the autoregressive model, it is necessary to improve the computational power by about 50% compared to the case where the model is not introduced.

次にメモリ量について具体的に評価する。第1
図の構成のエコーキヤンセラでは必要なメモリ量
の大部分を占めるのは長さNの3個のレジスタで
ある。これに対し通常の学習同定法によるエコー
キヤンセラでは長さNのレジスタが2個必要であ
り、したがつて第1図の構成のエコーキヤンセラ
では、自己回帰モデルを導入することによつて、
前記モデルを導入しない場合と比較して約50%メ
モリ量を増加させる必要がある。
Next, we will specifically evaluate the amount of memory. 1st
In the echo canceler having the configuration shown in the figure, three registers of length N occupy most of the required memory. On the other hand, an echo canceller using the normal learning identification method requires two registers of length N. Therefore, in the echo canceller with the configuration shown in Figure 1, by introducing an autoregressive model,
It is necessary to increase the amount of memory by approximately 50% compared to the case where the above model is not introduced.

以上のように第1図の構成のエコーキヤンセラ
では、自己回帰モデルに基く受信側入力信号の相
関性の軽減により、強い相関性を有する受信側入
力信号に対しても良好な収束特性を得ることがで
きる。しかしながら、自己回帰モデルを導入する
ことにより演算量及びメモリ量を増加させなけれ
ばならないという問題点があつた。
As described above, the echo canceller with the configuration shown in Figure 1 achieves good convergence characteristics even for highly correlated receiving side input signals by reducing the correlation of the receiving side input signals based on the autoregressive model. be able to. However, there was a problem in that the amount of calculation and memory had to be increased by introducing the autoregressive model.

発明の目的 本発明は、上記従来例の問題点に鑑み、演算量
及びメモリ量をほとんど増加させることなく、音
声信号のような強い相関性を有する受信側入力信
号に対しても良好な収束特性を示すエコーキヤン
セラを提供するものである。
Purpose of the Invention In view of the problems of the conventional example described above, the present invention provides good convergence characteristics even for receiving side input signals with strong correlations such as audio signals, without increasing the amount of calculation and memory. This provides an echo canceller that shows the

発明の構成 本発明は、定められた時間長の受信側入力信号
に対して前記受信側入力信号を自己回帰モデルの
出力信号とみなしてその線形予測係数を求める予
測係数算出器と、前記受信側入力信号と前記線形
予測係数とをもちいて受信側入力信号の予測値を
作成する第1の予測器と、前記受信側入力信号か
ら前記受信側入力信号の予測値を差し引くことに
より受信側入力信号の残差信号を作成する第1の
減算器と、前記受信側入力信号の残差信号を記憶
する第1のレジスタと、送信側入力信号と前記線
形予測係数とをもちいて送信側入力信号の予測値
を作成する第2の予測器と、前記送信側入力信号
から前記送信側入力信号の予測値を差し引くこと
により送信側入力信号の残差信号を作成する第2
の減算器と、エコーパスの推定インパルス応答を
記憶する第2のレジスタと、前記第1のレジスタ
と前記第2のレジスタの内容をたたみ込みエコー
信号の残差信号の推定値を作成するたたみ込み演
算器と、前記送信側入力信号の残差信号から前記
エコー信号の残差信号の推定値を差し引くことに
より送信側出力信号の残差信号を作成する第3の
減算器と、前記第1のレジスタと前記第2のレジ
スタの内容と前記送信側出力信号の残差信号とを
もちいて前記第2のレジスタの内容を修正して前
記推定インパルス応答を逐次修正する修正器と、
送信側出力信号と前記線形予測係数とをもちいて
送信側出力信号の予測値を作成する第3の予測器
と、前記送信側出力信号の残差信号と前記送信側
出力信号の予測値を加え合わせることにより送信
側出力信号を作成する加算器とから構成され、あ
るいは前記構成で予測係数算出器及び第1の予測
器に代つて、受信側入力信号と受信側入力信号の
残差信号とをもちいて前記受信側入力信号の残差
信号を最小化するように線形予測係数を逐次算出
するとともに前記受信側入力信号の予測値を作成
する適応予測器とから構成されており、演算量及
びメモリ量をほとんど増加させることなく、音声
信号のような強い相関性を有する受信側入力信号
に対しても良好な収束特性を示すエコーキヤンセ
ラを提供するものである。
Composition of the Invention The present invention provides a prediction coefficient calculator that calculates a linear prediction coefficient for a receiving side input signal having a predetermined time length by regarding the receiving side input signal as an output signal of an autoregressive model; a first predictor that creates a predicted value of a receiving side input signal using an input signal and the linear prediction coefficient; and a first predictor that generates a predicted value of a receiving side input signal by using an input signal and the linear prediction coefficient; a first subtracter that creates a residual signal of the receiving side input signal; a first register that stores the residual signal of the receiving side input signal; a second predictor that creates a predicted value; and a second predictor that creates a residual signal of the transmitter input signal by subtracting the predicted value of the transmitter input signal from the transmitter input signal.
a second register for storing an estimated impulse response of the echo path; and a convolution operation for convolving the contents of the first register and the second register to create an estimate of the residual signal of the echo signal. a third subtractor that creates a residual signal of the transmitter output signal by subtracting the estimated value of the residual signal of the echo signal from the residual signal of the transmitter input signal; and the first register. a corrector that sequentially corrects the estimated impulse response by correcting the contents of the second register using the contents of the second register and the residual signal of the transmitter output signal;
a third predictor for creating a predicted value of the transmitting side output signal using the transmitting side output signal and the linear prediction coefficient, and adding a residual signal of the transmitting side output signal and a predicted value of the transmitting side output signal. an adder that creates a transmitting side output signal by combining the receiving side input signal and a residual signal of the receiving side input signal, or in place of the prediction coefficient calculator and the first predictor in the above configuration, the receiving side input signal and the residual signal of the receiving side input signal It is composed of an adaptive predictor that sequentially calculates linear prediction coefficients so as to minimize the residual signal of the input signal on the receiving side and creates a predicted value of the input signal on the receiving side. It is an object of the present invention to provide an echo canceller that exhibits good convergence characteristics even for receiving-side input signals having strong correlations such as audio signals without substantially increasing the amount of the echo canceller.

実施例の説明 以下本発明の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図は本発明の第1の実施例の構成図を示す
ものである。第2図において、18は受信側入力
端子、19は受信側出力端子、20は送信側入力
端子、21は送信側出力端子、22は予測係数算
出器、23は第1の予測器、24は第1の減算
器、25は第1のレジスタ、26は第2の予測
器、27は第2の減算器、28は第2のレジス
タ、29はたたみ込み演算器、30は第3の減算
器、31は修正器、32は第3の予測器、33は
加算器である。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 18 is a receiving side input terminal, 19 is a receiving side output terminal, 20 is a transmitting side input terminal, 21 is a transmitting side output terminal, 22 is a prediction coefficient calculator, 23 is a first predictor, and 24 is a 1st subtractor, 25 is the first register, 26 is the second predictor, 27 is the second subtractor, 28 is the second register, 29 is the convolution operator, 30 is the third subtractor , 31 is a corrector, 32 is a third predictor, and 33 is an adder.

以上のように構成されたエコーキヤンセラにつ
いて、以下その動作を説明する。
The operation of the echo canceller configured as described above will be explained below.

定められた時間長の受信側入力信号が入力され
ると、予測係数算出器22は、前記受信側入力信
号をM次の自己回帰モデルの出力信号とみなして
その線形予測係数ai=(i=1,2,…,M)を
求める。線形予測係数を求めるアルゴリズムは、
例えば前述のDurbinの方法による。線形予測係
数算出器では、線形予測係数を算出した後、前記
線形予測係数をもちいて回帰形フイルタを構成し
た時の安定性判定を行ない、不安定と判定された
場合には線形予測係数の値を安定な値に切り替え
る。回帰形フイルタを安定に動作させるために
は、すべての極がZ平面上で単位円内に存在しな
ければならない。したがつてすべての極が単位円
内に存在するように線形予測係数の値を制限する
ことにより、回帰形フイルタの安定動作を確保す
る。たとえばM=2の場合、第3図に示す三角形
の領域の内部にa1,a2の値が存在すれば、回帰形
フイルタは安定に動作する。反対にa1,a2の値が
上記領域の外部に存在する場合にはa1,a2の値を
強制的に上記領域の内部の値に切り替えることに
より安定動作を確保する。
When a reception-side input signal of a predetermined time length is input, the prediction coefficient calculator 22 regards the reception-side input signal as an output signal of an M-th order autoregressive model and calculates its linear prediction coefficient a i =(i =1, 2,...,M). The algorithm to find the linear prediction coefficient is
For example, according to the method of Durbin mentioned above. After calculating the linear prediction coefficient, the linear prediction coefficient calculator uses the linear prediction coefficient to determine the stability of the regression filter, and if it is determined to be unstable, calculates the value of the linear prediction coefficient. Switch to a stable value. In order to operate the recursive filter stably, all the poles must exist within the unit circle on the Z plane. Therefore, stable operation of the regression filter is ensured by limiting the values of the linear prediction coefficients so that all poles are within the unit circle. For example, in the case of M=2, if the values of a 1 and a 2 exist within the triangular area shown in FIG. 3, the regression filter operates stably. On the other hand, if the values of a 1 and a 2 exist outside the above range, stable operation is ensured by forcibly switching the values of a 1 and a 2 to values inside the above range.

第4図は予測係数算出器22の内部構成図であ
る。第4図で、34は受信側入力端子、35は予
測係数出力端子、36はマイクロプロセツサ、3
7は乗算器、38はバスライン、39はプログラ
ムメモリ、40はデータメモリである。第4図は
通常のマイクロプロセツサを中心とした構成であ
り、バスライン38を介してデータ及びアドレス
の受け渡しを行なう。プログラムメモリ39は通
常リードオンリーメモリで構成され、マイクロプ
ロセツサ36の動作を制御するためのプログラム
を記憶している。またデータメモリ40は通常ラ
ンダムアクセスメモリで構成され、主として受信
側入力信号の記憶にもちいられる。受信側入力端
子34を介して定められた個数の受信側入力信号
が入力されると、マイクロプロセツサ36は内蔵
の算術論理演算器及び外付けの乗算器37をもち
いて(3)式から(9)式に示す計算を実行し、線形予測
係数を算出する。次に求められた線形予測係数の
安定性判定を行ない、安定動作の確保を行なう。
このようにして求められた線形予測係数は予測係
数出力端子35を介して、第1の予測器23、第
2の予測器26、第3の予測器32に送出され
る。
FIG. 4 is an internal configuration diagram of the prediction coefficient calculator 22. In FIG. 4, 34 is a receiving side input terminal, 35 is a prediction coefficient output terminal, 36 is a microprocessor, 3
7 is a multiplier, 38 is a bus line, 39 is a program memory, and 40 is a data memory. FIG. 4 shows a configuration centered around a normal microprocessor, and data and addresses are exchanged via a bus line 38. The program memory 39 is usually a read-only memory and stores a program for controlling the operation of the microprocessor 36. Further, the data memory 40 is usually constituted by a random access memory, and is mainly used for storing input signals on the receiving side. When a predetermined number of receiving side input signals are input through the receiving side input terminal 34, the microprocessor 36 uses the built-in arithmetic and logic unit and the external multiplier 37 to calculate (3) from equation (3). 9) Execute the calculation shown in formula to calculate the linear prediction coefficient. Next, the stability of the obtained linear prediction coefficients is determined to ensure stable operation.
The linear prediction coefficients obtained in this manner are sent to the first predictor 23, second predictor 26, and third predictor 32 via the prediction coefficient output terminal 35.

第1の予測器23では、以上のようにして求め
られた線形予測係数と受信側入力信号とをもちい
て(20)式にしたがつて受信側入力信号の予測値xp jを
作成する。
The first predictor 23 uses the linear prediction coefficients obtained as described above and the receiving side input signal to create a predicted value x p j of the receiving side input signal according to equation (20).

xp j=M 〓i=1 aixj-i ……(20) 第1の減算器24では、(21)式に示すように
受信側入力信号から受信側入力信号の予測値を差
し引くことにより受信側入力信号の残差信号x〓jを
作成する。
x p j = M 〓 i=1 a i x ji ...(20) The first subtractor 24 subtracts the predicted value of the receiving side input signal from the receiving side input signal as shown in equation (21). Create a residual signal x〓 j of the receiving side input signal.

x〓j=xj−xp j ……(21) 第1のレジスタ25では、以上のようにして求
められた受信側入力信号の残差信号の信号列X〓j
を(12)式に示す形で記憶する。
x〓 j = x j −x p j ...(21) The first register 25 stores the signal sequence X〓j of the residual signal of the receiving side input signal obtained as above.
is stored in the form shown in equation (12).

第2の予測器26では、予測係数算出器22で
算出した線形予測係数と送信側入力信号とをもち
いて(22)式にしたがつて送信側入力信号の予測
値yp jを作成し、また、第2の減算器27では、
(23)式に示すように送信側入力信号から送信側
入力信号の予測値を差し引くことにより送信側入
力信号の残差信号y〓jを作成する。
The second predictor 26 uses the linear prediction coefficient calculated by the prediction coefficient calculator 22 and the transmission side input signal to create a predicted value y p j of the transmission side input signal according to equation (22), Moreover, in the second subtractor 27,
As shown in equation (23), a residual signal y〓 j of the transmitting side input signal is created by subtracting the predicted value of the transmitting side input signal from the transmitting side input signal.

yp j=M 〓i=1 ajyj-i ……(22) y〓j=yj−yp j ……(23) 次に、前記第1のレジスタ25の内容と、エコ
ーパスの推定インパルス応答を(2)式に示す形で記
憶している第2のレジスタ28の内容とを、たた
み込み演算器29を使つて(24)式に示すように
たたみ込み、エコー信号の残差信号の推定値y〓を
作成する。
y p j = M 〓 i=1 a j y ji ...(22) y〓 j = y j −y p j ...(23) Next, the contents of the first register 25 and the estimated impulse of the echo path The contents of the second register 28, which stores the response in the form shown in equation (2), are convolved using the convolution calculator 29 as shown in equation (24), and the residual signal of the echo signal is calculated. Create an estimated value y〓.

y〓j=H^′jX〓j ……((24) 第3の減算器30では、(25)式に示すように
送信側入力信号の残差信号から前記エコー信号の
残差信号の推定値を差し引くことにより送信側出
力信号の残差信号e〓jを作成する e〓j=y〓j−y〓j ……(25) 修正器31では、(26)式に示す学習同定法の
アルゴリズムにしたがつて、第1のレジスタ25
と第2のレジスタ28の内容と送信側出力信号の
残差信号とをもちいて第2のレジスタ28の内容
を修正して推定インパルス応答を逐次修正する。
y〓 j = H^′ j A residual signal e〓 j of the transmitting side output signal is created by subtracting the estimated value e〓 j = y〓 j −y〓 j ...(25) The corrector 31 uses the learning identification method shown in equation (26). According to the algorithm, the first register 25
The estimated impulse response is successively corrected by correcting the contents of the second register 28 using the contents of the second register 28 and the residual signal of the transmitting side output signal.

H^j+1=H^j+ae〓je〓j/‖X〓j‖2 ……(26) ここでaは0<a<2の定数である。 H^ j+1 = H^ j + ae〓 j e〓 j /‖X〓j‖ 2 ... (26) where a is a constant of 0<a<2.

第3の予測係数算出器32では、予測係数算出
器22で求めた線形予測係数と送信側出力信号と
をもちいて(27)式に示すようにして送信側出力
信号の予測値ep jを作成し、また、加算器33で
は、(28)式に示すように送信側出力信号の残差
信号と送信側出力信号の予測値を加え合わせるこ
とにより送信側出力信号ejを作成する。
The third prediction coefficient calculator 32 uses the linear prediction coefficient obtained by the prediction coefficient calculator 22 and the transmission side output signal to calculate the predicted value e p j of the transmission side output signal as shown in equation (27). Further, the adder 33 creates a transmitting side output signal e j by adding the residual signal of the transmitting side output signal and the predicted value of the transmitting side output signal as shown in equation (28).

ep j=M 〓i=1 aiej-i ……(27) ej=ep j+e〓 ……(28) 第5図に、予測器の内部構成図を示す。第5図
で、41は信号入力端子、42は予測係数入力端
子、43は信号予測値出力端子、44は信号記憶
用のレジスタ、45は予測係数記憶用のレジス
タ、46はたたみ込み演算器である。次にその動
作について説明する。信号入力端子41から入力
された過去Mサンプルの信号は信号記憶用のレジ
スタ44に記憶され、また、予測係数入力端子4
2から入力されたM個の線形予測係数は線形予測
係数記憶用のレジスタ45に記憶される。次に上
記2つのレジスタのの内容をたたみ込み演算器4
6を使つてたたみ込み、信号の予測値を作成し、
信号予測値出力端子43から出力する。
e p j = M 〓 i=1 a i e ji ... (27) e j = e p j + e〓 ... (28) Fig. 5 shows an internal configuration diagram of the predictor. In FIG. 5, 41 is a signal input terminal, 42 is a prediction coefficient input terminal, 43 is a signal prediction value output terminal, 44 is a register for signal storage, 45 is a register for prediction coefficient storage, and 46 is a convolution calculator. be. Next, its operation will be explained. The signal of the past M samples input from the signal input terminal 41 is stored in the register 44 for signal storage, and the prediction coefficient input terminal 4
The M linear prediction coefficients input from 2 are stored in a register 45 for storing linear prediction coefficients. Next, convolve the contents of the above two registers into the convolution operator 4.
6 to create a predicted value of the signal,
It is output from the signal predicted value output terminal 43.

第1の予測器23と第1の減算器24及び第2
の予測器26と第2の減算器27はそれぞれ非回
帰形フイルタを構成しており、第3の予測器32
と加算器33は回帰形フイルタを構成している。
また前記非回帰形フイルタと前記回帰形フイルタ
とは互いに逆フイルタの関係にある。したがつて
予測係数算出器22の動作で説明したように線形
予測係数の安定性判定が必要である。
The first predictor 23, the first subtractor 24, and the second
The predictor 26 and the second subtractor 27 each constitute a non-regressive filter, and the third predictor 32
and adder 33 constitute a regression filter.
Further, the non-recursive filter and the recursive filter have an inverse filter relationship with each other. Therefore, as explained in the operation of the prediction coefficient calculator 22, it is necessary to determine the stability of the linear prediction coefficients.

一般にフイルタを挿入すると信号の遅延が発生
するので、フイルタの挿入位置によつては適応制
御に遅れを生じ、動作が不安定となることがある
が、本実施例では、適応制御ループ内すなわち
(26)式を計算するのに必要なループ内にはフイ
ルタが存在せず、フイルタはすべてループの外側
に存在するので、適応制御の遅れによる不安定動
作は生じない。
In general, when a filter is inserted, a signal delay occurs, so depending on the insertion position of the filter, a delay may occur in the adaptive control and the operation may become unstable. 26) Since there are no filters in the loop necessary to calculate the equation, and all filters exist outside the loop, unstable operation due to adaptive control delays does not occur.

以上が第1の実施例の動作の説明である。 The above is the explanation of the operation of the first embodiment.

次に第1の実施例における演算量を従来例の演
算量を評価した時と同一の条件で評価する。第1
の実施例のサンプル周期あたりの乗算量は約
(2N+5M+M2/N)である。したがつて、N=
320、M=5として、通常の学習同定法によるエ
コーキヤンセラに対する第1の実施例のエコーキ
ヤンセラの乗算量の比を求めると、1.04となる。
すなわち、第1の実施例のエコーキヤンセラは、
通常の学習同定法によるエコーキヤンセラとほぼ
同程度の演算量で実現することが可能である。
Next, the amount of calculation in the first embodiment is evaluated under the same conditions as when evaluating the amount of calculation in the conventional example. 1st
The amount of multiplication per sample period in the embodiment is approximately (2N+5M+M 2 /N). Therefore, N=
320, M=5, and the ratio of the multiplication amount of the echo canceller of the first embodiment to the echo canceller of the normal learning identification method is 1.04.
That is, the echo canceller of the first embodiment is
It can be realized with approximately the same amount of calculation as an echo canceller using a normal learning identification method.

次に第1の実施例を実現するのに必要なメモリ
量の評価を行なう。第1の実施例では長さNの2
個のレジスタ及び予測係数算出器22内のN個の
受信側入力信号を記憶するメモリの計3N個のメ
モリが必要なメモリの大部分を占める。したがつ
て、第1の実施例では第1図の従来例とほぼ同程
度のメモリ量が必要である。
Next, the amount of memory required to implement the first embodiment will be evaluated. In the first embodiment, the length N is 2
A total of 3N memories, ie, 3N registers and a memory for storing the N receiver input signals in the prediction coefficient calculator 22, constitutes the majority of the memory required. Therefore, the first embodiment requires approximately the same amount of memory as the conventional example shown in FIG.

以上のように第1の実施例のエコーキヤンセラ
によれば演算量をほとんど増加させることなく、
自己回帰モデルに基づく送信側入力信号の相関性
を軽減する手段を設けることにより、音声信号の
ような強い相関性を有する受信側入力信号に対し
ても良好な収束特性を示すエコーキヤンセラを提
供することがきる。
As described above, according to the echo canceller of the first embodiment, the amount of calculation is hardly increased, and
By providing a means to reduce the correlation of transmitter input signals based on an autoregressive model, we provide an echo canceller that exhibits good convergence characteristics even for receiver input signals with strong correlations such as audio signals. I can do that.

以下本発明の第2の実施例について図面を参照
しがら説明する。第6図は本発明の第2の実施例
のエコーキヤンセラの構成図を示すものである。
第6図において、47は受信側入力端子、48は
受信側出力端子、49は送信側入力端子、50は
送信側出力端子、51は第1の減算器、52は適
応予測器、53は第1のレジスタ、54は第1の
予測器、55は第2の減算器、56は第2のレジ
スタ、57はたたみ込み演算器、58は第3の減
算器、59は修正器、60は第2の予測器、61
は加算器である。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 shows a configuration diagram of an echo canceller according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 6, 47 is a receiving side input terminal, 48 is a receiving side output terminal, 49 is a transmitting side input terminal, 50 is a transmitting side output terminal, 51 is a first subtracter, 52 is an adaptive predictor, and 53 is a first subtracter. 1 register, 54 is the first predictor, 55 is the second subtractor, 56 is the second register, 57 is the convolution operator, 58 is the third subtractor, 59 is the corrector, 60 is the Predictor of 2, 61
is an adder.

第6図の第2の実施例の構成は、以下に述べる
点を除き、第2図の第1の実施例の構成と同一で
ある。すなわち、第1の実施例の予測係数算出器
22と第1の予測器23のかわりに、第2の実施
例では適応予測器52がもちいられている点であ
る。
The structure of the second embodiment shown in FIG. 6 is the same as the structure of the first embodiment shown in FIG. 2, except for the following points. That is, in place of the prediction coefficient calculator 22 and first predictor 23 of the first embodiment, the adaptive predictor 52 is used in the second embodiment.

第1の実施例と第2の実施例の動作原理を比較
すると、両者ともに線形予測法に基づいて受信側
入力信号の無相関化を図つている点は同一である
が、線形予測係数の算出法が異なる。すなわち、
第1の実施例では予め定められた時間長の受信側
入力信号を線形予測係数が一定の自己回帰モデル
の出力信号とみなしてその線形予測係数を予測系
数算出器22で求めるのに対し、第2の実施例で
は適応予測器52をもちいて予測の誤差信号であ
る受信側入力信号の残差信号を最小化するように
サンプル周期毎に遂次推定を行なうことによつて
線形予測係数を求める点が異つている。
Comparing the operating principles of the first embodiment and the second embodiment, it is found that both are the same in that they attempt to decorrelate the receiving side input signal based on the linear prediction method, but the calculation of the linear prediction coefficient Laws are different. That is,
In the first embodiment, a receiving side input signal of a predetermined time length is regarded as an output signal of an autoregressive model with a constant linear prediction coefficient, and the linear prediction coefficient is calculated by the prediction system calculator 22. In the second embodiment, the adaptive predictor 52 is used to obtain linear prediction coefficients by sequentially performing estimation for each sample period so as to minimize the residual signal of the receiving side input signal, which is the prediction error signal. They are different in some respects.

以下第2の実施例の動作について第1の実施例
と異なる点、すなわち適応予測器52の動作につ
いて説明する。
Hereinafter, a description will be given of the difference between the operation of the second embodiment and the first embodiment, that is, the operation of the adaptive predictor 52.

適応予測器52は、受信側入力信号と第1の減
算器51により作成された受信側入力信号の残差
信号とをもちいて前記受信側入力信号の残差信号
を最小化するように線形予測係数を逐次算出する
とともに受信側入力信号の予測値を作成する。
The adaptive predictor 52 performs linear prediction using the receiving side input signal and the residual signal of the receiving side input signal created by the first subtractor 51 so as to minimize the residual signal of the receiving side input signal. The coefficients are sequentially calculated and a predicted value of the input signal on the receiving side is created.

第7図に適応予測器の内部構成図を示す。第7
図で、62は信号入力端子、63は信号予測値出
力端子、64は予測係数出力端子、65は誤差信
号入力端子、66は信号記憶用のレジスタ、67
は予測係数記憶用のレジスタ、68はたたみ込み
演算器、69は修正器である。第7図で、信号入
力端子62から入力された受信側入力信号は、過
去Mサンプルの信号を記憶する信号記憶用のレジ
スタ66に記憶される。たたみ込み演算器68で
は、M個の線形予測係数を記憶している予測係数
記憶用のレジスタ67の内容と前記信号記憶用の
レジスタ66の内容とを(29)式に示すようにた
たみ込み、受信側入力信号の予測値xp jを作成し、
信号予測値出力端子63に出力する。
FIG. 7 shows an internal configuration diagram of the adaptive predictor. 7th
In the figure, 62 is a signal input terminal, 63 is a signal prediction value output terminal, 64 is a prediction coefficient output terminal, 65 is an error signal input terminal, 66 is a register for signal storage, and 67
is a register for storing prediction coefficients, 68 is a convolution operator, and 69 is a corrector. In FIG. 7, the receiving side input signal input from the signal input terminal 62 is stored in a signal storage register 66 that stores signals of past M samples. The convolution calculator 68 convolves the contents of the prediction coefficient storage register 67 that stores M linear prediction coefficients with the contents of the signal storage register 66 as shown in equation (29), Create the predicted value x p j of the receiving side input signal,
It is output to the signal predicted value output terminal 63.

xp j=M 〓i=1 aixj-i ……(29) 修正器69では、(30)式に示すように、信号
記憶用のレジスタ66の内容と予測係数記憶用の
レジスタ67の内容と誤差信号入力端子65から
入力された予測値の誤差信号である受信側入力信
号の残差信号とをもちいて前記受信側入力信号の
残差信号を最小化するように予測係数記憶用のレ
ジスタ67の内容を修正して線形予測係数の値を
遂次修正する。
x p j = M 〓 i=1 a i x ji ...(29) In the corrector 69, as shown in equation (30), the contents of the register 66 for signal storage and the contents of the register 67 for storing prediction coefficients are and a residual signal of the receiving side input signal which is an error signal of the predicted value inputted from the error signal input terminal 65 to minimize the residual signal of the receiving side input signal. The contents of 67 are corrected and the values of the linear prediction coefficients are successively corrected.

(30)式でaijは時刻jにおける線形予測係数ai
を表わし、βは0<β<2の定数である。
In equation (30), a ij is the linear prediction coefficient a i at time j
, and β is a constant of 0<β<2.

次に以上のようにして算出された線形予測係数
を予測係数出力端子64に出力する。
Next, the linear prediction coefficients calculated as described above are output to the prediction coefficient output terminal 64.

ここでは、線形予測係数を遂次推定するアルゴ
リズムとして学習同定法をもちいたが、最急降下
法等の他のアルゴリズムをもちいてもよい。第6
図と第7図、また(26)式と(30)式を比較すれ
ば明らかなように適応予測器の内部構成は、エコ
ーキヤンセラ本体のインパルス応答の推定とそれ
によるエコー信号の推定のための構成と同一であ
り、したがつて第2の実施例では両者に対して共
通のハードウエアやソフトウエアをもちいること
ができるという利点を有する。また、第1の実施
例では予測係数算出器22の内部に定められた個
数の受信側入力信号を記憶するためのメモリが必
要なのに対し、適応予測器をもちいる第2の実施
例では逐次推定をもちいるのでそのようなメモリ
は不要となり、メモリ量を節約することができ
る。
Here, the learning identification method is used as an algorithm for sequentially estimating linear prediction coefficients, but other algorithms such as steepest descent method may also be used. 6th
As is clear from a comparison between Figure 7 and Figure 7, as well as equations (26) and (30), the internal configuration of the adaptive predictor is for estimating the impulse response of the echo canceller itself and estimating the echo signal accordingly. Therefore, the second embodiment has the advantage that common hardware and software can be used for both. Furthermore, in the first embodiment, a memory for storing a predetermined number of receiving side input signals is required inside the prediction coefficient calculator 22, whereas in the second embodiment using an adaptive predictor, sequential estimation is required. Since such memory is used, such memory is no longer necessary, and the amount of memory can be saved.

次に第1の実施例と同一の条件で第2の実施例
の演算量及びメモリ量を評価する。第2の実施例
のサンプル周期あたりの乗算量は約(2N+4M)
であり、したがつて第2の実施例によるエコーキ
ヤンセラは、通常の学習同定法によるエコーキヤ
ンセラとほぼ同程度の演算量で実現することが可
能である。また、第2の実施例を実現するために
必要なメモリ量の大部分を占めるのは長さNの2
個のレジスタであり、したがつてメモリ量につい
ても通常の学習同定法によるエコーキヤンセラと
ほぼ同程度で実現できる。
Next, the calculation amount and memory amount of the second example will be evaluated under the same conditions as the first example. The amount of multiplication per sample period in the second embodiment is approximately (2N+4M)
Therefore, the echo canceller according to the second embodiment can be realized with approximately the same amount of calculation as the echo canceller using the normal learning identification method. Furthermore, 2 of length N occupies most of the memory required to realize the second embodiment.
Therefore, the memory capacity can be realized with approximately the same amount of memory as an echo canceler using a normal learning identification method.

第8図は、CCITTのFEC G.227で規定された
擬似音声信号に対する試作エコーキヤンセラの収
束特性に関する実験結果の1例を示すものであ
る。実験にもちいたエコーキヤンセラは、本発明
の第2の実施例による構成をとり、Mの値を切り
替えることにより、本発明によるエコーキヤンセ
ラと通常の学習同定法によるエコーキヤンセラと
の比較を行なつた。実験にもちいたエコーキヤン
セラの主要パラメータは、サンプリング周波数=
8KHz、N=320、a=1である。第8図で、実線
が本発明によるエコーキヤンセラ(M=2)の、
破線が通常の学習同定法によるエコーキヤンセラ
(M=0)の収束特性を示す。第8図より、本発
明によるエコーキヤンセラは自己相関性を有する
擬似音声信号に対して良好な収束特性を示すこと
がわかる。
FIG. 8 shows an example of experimental results regarding the convergence characteristics of a prototype echo canceler for a pseudo voice signal specified by CCITT's FEC G.227. The echo canceller used in the experiment had the configuration according to the second embodiment of the present invention, and by changing the value of M, a comparison between the echo canceler according to the present invention and the echo canceler using the ordinary learning identification method was made. I did it. The main parameters of the echo canceller used in the experiment are sampling frequency =
8KHz, N=320, a=1. In FIG. 8, the solid line indicates the echo canceller (M=2) according to the present invention.
The broken line indicates the convergence characteristic of the echo canceller (M=0) using the normal learning identification method. It can be seen from FIG. 8 that the echo canceller according to the present invention exhibits good convergence characteristics for pseudo-speech signals having autocorrelation.

以上のように第2の実施例によれば、演算量及
びメモリ量をほとんど増加させることなく適応予
測に基づく受信側入力信号の相関性を軽減する手
段を設けることにより、音声信号のような強い相
関性を有する受信側入力信号に対しても良好な収
束特性を示すエコーキヤンセラを提供することが
できる。
As described above, according to the second embodiment, by providing a means for reducing the correlation of receiving side input signals based on adaptive prediction without substantially increasing the amount of calculation and memory, strong It is possible to provide an echo canceller that exhibits good convergence characteristics even for correlated receiving side input signals.

なお、第1及び第2の実施例において、インパ
ルス応答の逐次推定アルゴリズムとしては学習同
定法によるものをもちいたが、これ以外のアルゴ
リズム(たとえば最急下法によるもの)をもちい
てもよい。
In the first and second embodiments, the learning identification method was used as the impulse response sequential estimation algorithm, but other algorithms (for example, the steepest descent method) may be used.

発明の効果 以上のように本発明によれば、演算量をほとん
ど増加させることなく自己回帰モデルによる相関
性を軽減する手段を設けることにより、音声信号
のような強い相関性を有する受信側入力信号に対
しても良好な収束特性を示すエコーキヤンセラを
提供することができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by providing a means for reducing the correlation caused by the autoregressive model without substantially increasing the amount of calculation, the receiving side input signal having a strong correlation such as an audio signal can be It is possible to provide an echo canceller that exhibits good convergence characteristics even for

また、適応予測に基づくものではメモリ量につ
いてもほとんど増加させることなく実現すること
が可能である。
Furthermore, the method based on adaptive prediction can be realized with almost no increase in memory capacity.

適応予測器に基づくものでは、さらに適応予測
器の構成及び動作アルゴリズムをエコーキヤンセ
ラ本体のインパルス応答の逐次推定のための構成
及びアルゴリズムと同一にすることも可能であ
り、そうした場合、両者に対して共通のハードウ
エアやソフトウエアをもちいることができるとい
う利点を有する。
In those based on an adaptive predictor, it is also possible to make the configuration and operating algorithm of the adaptive predictor the same as the configuration and algorithm for sequential estimation of the impulse response of the echo canceller itself, and in such a case, It has the advantage that common hardware and software can be used.

また、本発明によるエコーキヤンセラ、音声信
号等の相関性の高い信号それ自身を使つて伝送系
の推定を行なう他の場合に対しても有効であり、
たとえば、拡声電話器におけるハウリング防止、
転送電話システムのシンギング防止等にも適用で
きる。
Furthermore, the echo canceller according to the present invention is also effective in other cases where transmission system estimation is performed using highly correlated signals such as audio signals.
For example, howling prevention in loudspeaker telephones,
It can also be applied to prevention of singing in forwarding telephone systems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のエコーキヤンセラの構成図、第
2図は本発明の第1の実施例におけるエコーキヤ
ンセラの構成図、第3図は2次の線形予測係数の
安定領域を表わす図、第4図は第1の実施例の予
測係数算出器の内部構成図、第5図は同予測値の
内部構成図、第6図は同第2の実施例におけるエ
コーキヤンセラの構成図、第7図は同適応予測器
の内部構成図、第8図は擬似音声信号に対する試
作エコーキヤンセラの収束特性に関する実験結果
を示す図である。 18……受信側入力端子、19……受信側出力
端子、20……送信側入力端子、21……送信側
出力端子、22……予測係数算出器、23……第
1の予測器、24……第1の減算器、25……第
1のレジスタ、26……第2の予測器、27……
第2の減算器、28……第2のレジスタ、29…
…たたみ込み演算器、30……第3の減算器、3
1……修正器、32……第3の予測器、33……
加算器、34……受信側入力端子、35……予測
係数出力端子、36……マイクロプロセツサ、3
7……乗算器、38……バスライン、39……プ
ログラムメモリ、40……データメモリ、41…
…信号入力端子、42……予測係数入力端子、4
3……信号予測値出力端子、44……信号記憶用
のレジスタ、45……予測係数記憶用のレジス
タ、46……たたみ込み演算器、47……受信側
入力端子、48……受信側出力端子、49……送
信側入力端子、50……送信側出力端子、51…
…第1の減算器、52……適応予測器、53……
第1のレジスタ、54……第1の予測器、55…
…第2の減算器、56……第2のレジスタ、57
……たたみ込み演算器、58……第3の減算器、
59……修正器、60……第2の予測器、61…
…加算器、62……信号入力端子、63……信号
予測値出力端子、64……予測係数出力端子、6
5……誤差信号入力端子、66……信号記憶用の
レジスタ、67……予測係数記憶用のレジスタ、
68……たた込み演演算器、69……修正器。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional echo canceller, FIG. 2 is a block diagram of an echo canceller in a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a stable region of a second-order linear prediction coefficient. FIG. 4 is an internal configuration diagram of the prediction coefficient calculator of the first embodiment, FIG. 5 is an internal configuration diagram of the predicted value, and FIG. 6 is a configuration diagram of the echo canceller in the second embodiment. FIG. 7 is an internal configuration diagram of the adaptive predictor, and FIG. 8 is a diagram showing experimental results regarding the convergence characteristics of the prototype echo canceller for pseudo voice signals. 18... Receiving side input terminal, 19... Receiving side output terminal, 20... Transmitting side input terminal, 21... Transmitting side output terminal, 22... Prediction coefficient calculator, 23... First predictor, 24 ...first subtractor, 25...first register, 26...second predictor, 27...
Second subtractor, 28... Second register, 29...
...Convolution operator, 30...Third subtractor, 3
1... Corrector, 32... Third predictor, 33...
Adder, 34... Receiving side input terminal, 35... Prediction coefficient output terminal, 36... Microprocessor, 3
7... Multiplier, 38... Bus line, 39... Program memory, 40... Data memory, 41...
...Signal input terminal, 42...Prediction coefficient input terminal, 4
3... Signal prediction value output terminal, 44... Register for signal storage, 45... Register for prediction coefficient storage, 46... Convolution operator, 47... Receiving side input terminal, 48... Receiving side output Terminal, 49...Sending side input terminal, 50...Sending side output terminal, 51...
...first subtractor, 52...adaptive predictor, 53...
First register, 54...First predictor, 55...
...Second subtractor, 56...Second register, 57
...Convolution operator, 58...Third subtractor,
59... corrector, 60... second predictor, 61...
... Adder, 62 ... Signal input terminal, 63 ... Signal predicted value output terminal, 64 ... Prediction coefficient output terminal, 6
5...Error signal input terminal, 66...Register for signal storage, 67...Register for prediction coefficient storage,
68...Convolution operator, 69...Corrector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 定められた時間長の受信側入力信号に対して
前記受信側入力信号を自己回帰モデルの出力信号
とみなしてその線形予測係数を求める予測係数算
出器と、前記受信側入力信号と前記線形予測係数
とをもちいて受信側入力信号の予測値を作成する
第1の予測器と、前記受信側入力信号から前記受
信側入力信号の予測値を差し引くことにより受信
側入力信号の残差信号を作成する第1の減算器
と、前記受信側入力信号の残差信号を記憶する第
1のレジスタと、送信側入力信号と前記線形予測
係数とをもちいて送信側入力信号の予測値を作成
する第2の予測器と、前記送信側入力信号から前
記送信側入力信号の予測値を差し引くことにより
送信側入力信号の残差信号を作成する第2の減算
器と、エコーパスの推定インパルス応答を記憶す
る第2のレジスタと、前記第1のレジスタと前記
第2のレジスタの内容をたたみ込みエコー信号の
残差信号の推定値を作成するたたみ込み演算器
と、前記送信側入力信号の残差信号から前記エコ
ー信号の残差信号の推定値を差し引くことにより
送信側出力信号の残差信号を作成する第3の減算
器と、前記第1のレジスタと前記第2のレジスタ
の内容と前記送信側出力信号の残差信号とをもち
いて前記第2のレジスタの内容を修正して前記推
定インパルス応答を遂次修正する修正器と、送信
側出力信号と前記線形予測係数とをもちいて送信
側出力信号の予測値を作成する第3の予測器と、
前記送信側出力信号の残差信号と前記送信側出力
信号の予測値を加え合わせることにより送信側出
力信号を作成する加算器とから構成されているこ
とを特徴とするエコーキヤンセラ。 2 受信側入力信号から受信側入力信号の予測値
を差し引くことにより受信側入力信号の残差信号
を作成する第1の減算器と、前記受信側入力信号
と前記受信側入力信号の残差信号とをもちいて前
記受信側入力信号の残差信号を最小化するように
線形予測係数を遂次算出するとともに前記受信側
入力信号の予測値を作成する適応予測器と、前記
受信側入力信号の残差信号を記憶する第1のレジ
スタと、送信側入力信号と前記線形予測係数とを
もちいて送信側入力信号の予測値を作成する第1
の予測器と、前記送信側入力信号から前記送信側
入力信号の予測値を差し引くことにより送信側入
力信号の残差信号を作成する第2の減算器と、エ
コーパスの推定インパルス応答を記憶する第2の
レジスタと、前記第1のレジスタと前記第2のレ
ジスタの内容をたたみ込みエコー信号の残差信号
の推定値を作成するたたみ込み演算器と、前記送
信側入力信号の残差信号から前記エコー信号の残
差信号の推定値を差し引くことにより送信側出力
信号の残差信号を作成する第3の減算器と、前記
第1のレジスタと前記第2のレジスタの内容と前
記送信側出力信号の残差信号とをもちいて前記第
2のレジスタの内容を修正して前記推定インパル
ス応答を逐次修正する修正器と、送信側出力信号
と前記線形予測係数とをもちいて送信側出力信号
の予測値を作成する第2の予測器と、前記送信側
出力信号の残差信号と前記送信側出力信号の予測
値を加え合わせることにより送信側出力信号を作
成する加算器とから構成されていることを特徴と
するエコーキヤンセラ。
[Scope of Claims] 1. A prediction coefficient calculator that calculates a linear prediction coefficient for a receiving side input signal having a predetermined time length by regarding the receiving side input signal as an output signal of an autoregressive model; a first predictor that creates a predicted value of a receiving side input signal using an input signal and the linear prediction coefficient; and a first predictor that generates a predicted value of a receiving side input signal by using an input signal and the linear prediction coefficient; a first subtracter that creates a residual signal of the receiving side input signal; a first register that stores the residual signal of the receiving side input signal; a second predictor for creating a predicted value; a second subtractor for creating a residual signal of the transmitter input signal by subtracting the predicted value of the transmitter input signal from the transmitter input signal; a second register that stores an estimated impulse response; a convolution calculator that convolves the contents of the first register and the second register to create an estimated value of the residual signal of the echo signal; and the transmitting side input. a third subtractor that creates a residual signal of the transmitter output signal by subtracting an estimated value of the residual signal of the echo signal from the residual signal of the signal; a corrector that sequentially corrects the estimated impulse response by correcting the content of the second register using the content and the residual signal of the transmitting side output signal; and the transmitting side output signal and the linear prediction coefficient. a third predictor for generating a predicted value of the transmitter output signal;
An echo canceller comprising: an adder that creates a transmission side output signal by adding a residual signal of the transmission side output signal and a predicted value of the transmission side output signal. 2. A first subtractor that creates a residual signal of a receiving side input signal by subtracting a predicted value of the receiving side input signal from the receiving side input signal, and a residual signal of the receiving side input signal and the receiving side input signal. an adaptive predictor that successively calculates linear prediction coefficients so as to minimize the residual signal of the input signal on the reception side and creates a predicted value of the input signal on the reception side; a first register that stores a residual signal; and a first register that creates a predicted value of the transmitting side input signal using the transmitting side input signal and the linear prediction coefficient.
a second subtractor for creating a residual signal of the transmitter input signal by subtracting the predicted value of the transmitter input signal from the transmitter input signal; and a second subtractor for storing the estimated impulse response of the echo path. a convolution calculator that convolves the contents of the first register and the second register to create an estimated value of the residual signal of the echo signal; a third subtractor for creating a residual signal of the transmitting side output signal by subtracting an estimated value of the residual signal of the echo signal; and the contents of the first register and the second register and the transmitting side output signal. a corrector that sequentially corrects the estimated impulse response by correcting the contents of the second register using the residual signal; and predicting the transmitting side output signal using the transmitting side output signal and the linear prediction coefficient. A second predictor that creates a value, and an adder that creates a transmitter output signal by adding the residual signal of the transmitter output signal and the predicted value of the transmitter output signal. Echo canceller featuring.
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