JPH06338828A - 受信信号選択形エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 乗算回数が少なくし回路規模の小さくでき
る。 【構成】 受信入力信号選択回路２０はＮ個の受信入力
信号ｘ（ｊ）の電力の大きい方からＭ個（Ｍ＜Ｎ）の受
信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）を選択し、インパルス応答選択
回路２１は受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）に対応するＭ個の
インパルス応答ｈｊ（ｋ）を選択する。乗算器３０およ
び累算器５０は受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）に基づき畳み
込み演算を行い疑似エコー信号ｙｇ（ｊ）を出力し、減
算器６０は送信入力信号ｙ（ｊ）から疑似エコー信号ｙ
ｇ（ｊ）を減じ送信出力信号ｅ（ｊ）を出力する。イン
パルス応答修正回路４０は受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）お
よび送信出力信号ｅ（ｊ）によりインパルス応答ｈｊ
（ｋ）の修正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声会議の受信信号選
択形エコーキャンセラに利用する。特に、スピーカおよ
びマイクロホンによる音声会議のスピーカの音がマイク
ロホンで拾われて送信側に回り込むエコー信号を消去す
る音響用エコーキャンセラに関すものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、受信信号選択形エコーキャンセラ
は、電話回線用に開発されたエコーキャンセラと同様に
推定されたインパルス応答から疑似エコーを生成するた
めの受信入力信号とインパルス応答とのたたみこみ演算
と、送信入力信号から求められた疑似エコーを減じて送
信出力信号を計算する減算器と、送信入力信号から求め
られた疑似エコーを修正して推定インパルス応答を求め
る修正過程とから構成される（特開昭６０−７６８２７
号公報、特開平３−１２７５１８号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の受信信号選択形エコーキャンセラでは、インパルス
応答の時間軸方向の長さは指定する部屋の残響時間やス
ピーカおよびマイクロホンの配置に依存し、一般に遠隔
会議に使用される部屋は数百ミリ秒のインパルス応答を
もっており、音響用のエコーキャンセラでは非常に長大
なたたみこみ演算を用いるために、装置を実現するため
に膨大なハードウェアが必要になる欠点があった。

【０００４】本発明は前記の欠点を解決するもので、乗
算回数が少なく回路規模の小さい受信信号選択形エコー
キャンセラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、現在および過
去のＮ個（Ｎは正の整数）の受信入力信号を記憶する第
一の記憶回路（１０）と、Ｎサンプルのインパルス応答
を記憶する第二の記憶回路（１１）とを備え、スピーカ
の出力音響信号がマイクロホンに回り込むことにより生
じるエコー信号を消去する受信信号選択形エコーキャン
セラにおいて、前記第一の記憶回路に記憶されたＮ個の
受信入力信号の電力を計算して電力の大きいＭ個（Ｍ＜
Ｎ）の受信入力信号を選択する第一の選択回路（２０）
と、この第一の選択回路で選択された受信入力信号にそ
れぞれ対応するインパルス応答を前記第二の記憶回路の
内容から選択する第二の選択回路（２１）と、前記第一
の選択回路からの選択された受信入力信号と前記第二の
選択回路からの選択されたインパルス応答とのたたみこ
み演算を行う演算手段と、送信入力信号からこの演算手
段の出力を減算して送信出力信号として出力する減算器
（６０）と、この送信出力信号および前記第一の選択回
路からの選択された受信入力信号に基づき前記第二の選
択回路からの選択されたインパルス応答を修正するイン
パルス応答修正回路（４０）とを備えたことを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明は、前記演算手段は、前記第
一の選択回路からの選択された受信入力信号と前記第二
の選択回路からの選択されたインパルス応答とを乗算す
る乗算器（３０）と、この乗算器の出力をＭ回累積加算
して前記減算器に出力する累算器（５０）とを含むこと
ができる。

【０００７】

【作用】エコーキャンセラではＬＭＳ（最小二乗平均、
least mean square ）アルゴリズムを用いる場合に、通
常次のような計算で処理されるている。

【０００８】 ｙｇ（ｊ）＝Σｈｊ（ｉ）・ｘ（ｊ−ｉ） （１） （ただし、Σはｉ＝０〜（Ｎ−１）の和） ｅ（ｊ）＝ｙ（ｊ）−ｙｇ（ｊ） （２） ｈｊ＋１（ｉ）＝ｈｊ（ｉ）＋μ・ｅ（ｊ）・ｘ（ｊ−ｉ） （３） （ただし、ｉ＝０、１、２、…、Ｎ−１） ここで、ｘ（ｊ）、ｙ（ｊ）、ｙｇ（ｊ）、ｅ（ｊ）、
ｈｊ（ｉ）（ｉ＝０、１、２、…、Ｎ−１）は時刻ｊの
受信入力信号、送信入力信号、疑似エコー信号、送信出
力信号、インパルス応答である。μは収束速度を決める
係数であり、Ｎはエコーキャンセラのタップ長である。

【０００９】音響用のエコーキャンセラでは、タップ長
Ｎは数千次数におよぶ。そこで、本発明では、受信入力
信号を電力の大きい方からＭ個選択する。すなわち、次
のようなアルゴリズムで計算することにより演算量は大
幅に削減することができる。

【００１０】 ｙｇ（ｊ）＝Σｈｊ（ｉ）・ｘ（ｊ−ｉ） （４） （ただし、Σはｉ＝０〜ｋの和） ｅ（ｊ）＝ｙ（ｊ）−ｙｇ（ｊ） （５） ｈｊ＋１（ｋ）＝ｈｊ（ｋ）＋μ・ｅ（ｊ）・ｘ（ｊ−ｋ） （６） （ｋ＝ｘ（ｊ−ｉ）の絶対値の大きい方からＭ個分を示す添字） ここで受信入力信号の選択に必要なソートや計算は、実
際にはブロック単位毎に行うことで演算の増大を防ぐこ
とができる。

【００１１】また、この更新アルゴリズムは特に限定さ
れないがＬＭＳアルゴリムや学習同定方などを用いるこ
とができる。

【００１２】以上により乗算回数を減らし回路規模を小
さくできる。ここで、電話回線に使用する場合には、接
続点、二線四線の変換および中継点等から複雑な反射が
行われるが、音響用の場合にはスピーカの出力がマイク
ロホンに回り込むだけなのでエコーの発生原因が基本的
に一つである。したがって、電話回線の場合にはＮが数
百個必要であったのが、本発明の場合にはＭが数十個程
度にできる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。

【００１４】図１は本発明一実施例受信信号選択形エコ
ーキャンセラのブロック構成図である。図１において、
受信信号選択形エコーキャンセラは、現在および過去の
Ｎ個（Ｎは正の整数）の受信入力信号ｘ（ｊ）〜ｘ（ｊ
−Ｎ＋１）を記憶する第一の記憶回路として記憶回路１
０と、Ｎサンプルのインパルス応答ｈｊ（０）〜ｈｊ
（Ｎ−１）を記憶する第二の記憶回路として記憶回路１
１とを備える。

【００１５】ここで本発明の特徴とするところは、記憶
回路１０に記憶されたＮ個の受信入力信号ｘ（ｊ）〜ｘ
（ｊ−Ｎ＋１）の電力を計算して電力の大きいＭ個（Ｍ
＜Ｎ）の受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）を選択する第一の選
択回路として受信入力信号選択回路２０と、受信入力信
号選択回路２０で選択された受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）
にそれぞれ対応するインパルス応答ｈｊ（ｋ）を記憶回
路１１の内容から選択する第二の選択回路としてインパ
ルス応答選択回路２１と、受信入力信号選択回路２０か
らの選択された受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）とインパルス
応答選択回路２１からの選択されたインパルス応答ｈｊ
（ｋ）とのたたみこみ演算を行い疑似エコー信号ｙｇ
（ｊ）を出力する演算手段と、送信入力信号ｙ（ｊ）か
らこの演算手段の出力疑似エコー信号ｙｇ（ｊ）を減算
して送信出力信号ｅ（ｊ）として出力する減算器６０
と、送信出力信号ｅ（ｊ）および受信入力信号選択回路
２０からの選択された受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）に基づ
きインパルス応答選択回路２１からの選択されたインパ
ルス応答ｈｊ（ｋ）を修正するインパルス応答修正回路
４０とを備えたことにある。

【００１６】また、前記演算手段は、受信入力信号選択
回路２０からの選択された受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）と
インパルス応答選択回路２１からの選択されたインパル
ス応答ｈｊ（ｋ）とを乗算する乗算器３０と、乗算器３
０の出力をＭ回累積加算して減算器６０に疑似エコー信
号ｙｇ（ｊ）を出力する累算器５０とを含む。

【００１７】このような構成の受信信号選択形エコーキ
ャンセラの動作について説明する。図２は本発明の受信
信号選択形エコーキャンセラの記憶回路の内容を示す図
である。図３は本発明の受信信号選択形エコーキャンセ
ラが適用される音声会議装置のブロック構成図である。
図２において、図２（ａ）は記憶回路１０の内容を示
し、図２（ｂ）は記憶回路１１の内容を示す。図３にお
いて、１００は受信信号選択形エコーキャンセラ、１０
１はディジタルアナログ変換回路、１０２は増幅器、１
０３はスピーカ、１０４はマイクロホン、１０５はアナ
ログディジタル変換回路および１０６はエコー経路を示
し、スピーカ１０３の出力音響信号がマイクロホン１０
４に回り込むエコー信号を受信信号選択形エコーキャン
セラ１００で消去する。

【００１８】図１および図２を参照して、受信信号選択
形エコーキャンセラの動作を説明する。記憶回路１０に
は受信入力信号ｘ（ｊ）のＮタップ分の過去の信号ｘ
（ｊ−ｉ）（ｉ＝０、１、…、Ｎ−１）が蓄積される。
同様に記憶回路１１にはＮタップ分のインパルス応答ｈ
ｊ（ｉ＝０、１、…、Ｎ−１）が蓄積される。受信入力
信号選択回路２０では、記憶回路１０に記憶された過去
Ｎ個の受信入力信号ｘ（ｊ−ｉ）の内Ｍ（Ｍ＜Ｎ）個が
受信入力信号レベルの大きい方から選択される。また、
受信入力信号選択回路２０では、選択された受信入力信
号ｘ（ｊ−ｋ）とそれに対応するインパルス応答ｈｊ
（ｋ）のアドレスｋとを出力する。インパルス応答選択
回路２１では、受信入力信号選択回路２０で選択された
アドレスｋに対応するインパルス応答ｈｊ（ｋ）を選択
する。選択された受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）とインパル
ス応答ｈｊ（ｋ）とから乗算器３０および累算器５０で
疑似エコー信号ｙｇ（ｊ）を式（４）により計算する。
減算器６０で式（５）にしたがい送信入力信号ｙ（ｊ）
から計算された疑似エコー信号ｙｇ（ｊ）が引かれ送信
出力信号ｅ（ｊ）を得る。インパルス応答修正回路４０
では受信入力信号ｘ（ｊ−ｋ）と送信出力信号ｅ（ｊ）
から式（６）のようにインパルス応答ｈｊ（ｋ）が更新
されて、更新されたインパルス応答ｈｊ＋１（ｋ）が記
憶回路１１に記憶される。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、乗算回
数を減らし回路規模を小さくできる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例受信信号選択形エコーキャンセ
ラのブロック構成図。

【図２】本発明の実施例受信信号選択形エコーキャンセ
ラの記憶回路の内容を示す図。

【図３】本発明の受信信号選択形エコーキャンセラが適
用される音声会議装置のブロック構成図。

【符号の説明】 １０、１１ 記憶回路 ２０ 受信入力信号選択回路 ２１ インパルス応答選択回路 ３０ 乗算器 ４０ インパルス応答修正回路 ５０ 累算器 ６０ 減算器 １００ 受信信号選択形エコーキャンセラ １０１ ディジタルアナログ変換回路 １０２ 増幅器 １０３ スピーカ １０４ マイクロホン １０５ アナログディジタル変換回路 １０６ エコー経路 ｅ（ｊ） 送信出力信号（時刻ｊ） ｈｊ（ｋ） インパルス応答（時刻ｊ、ｋは受信入力信
号の絶対値の大きい方からＭ個分を示す添字） ｈｊ＋１（ｋ） インパルス応答（時刻ｊ＋１） ｘ（ｊ） 受信入力信号（時刻ｊ） ｘ（ｊ−ｋ） 受信入力信号（時刻ｊ） ｙ（ｊ） 送信入力信号（時刻ｊ） ｙｇ（ｊ） 疑似エコー信号（時刻ｊ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現在および過去のＮ個（Ｎは正の整数）
   の受信入力信号を記憶する第一の記憶回路（１０）と、
   Ｎサンプルのインパルス応答を記憶する第二の記憶回路
   （１１）とを備え、スピーカの出力音響信号がマイクロ
   ホンに回り込むことにより生じるエコー信号を消去する
   受信信号選択形エコーキャンセラにおいて、 前記第一の記憶回路に記憶されたＮ個の受信入力信号の
   電力を計算して電力の大きいＭ個（Ｍ＜Ｎ）の受信入力
   信号を選択する第一の選択回路（２０）と、この第一の
   選択回路で選択された受信入力信号にそれぞれ対応する
   インパルス応答を前記第二の記憶回路の内容から選択す
   る第二の選択回路（２１）と、前記第一の選択回路から
   の選択された受信入力信号と前記第二の選択回路からの
   選択されたインパルス応答とのたたみこみ演算を行う演
   算手段と、送信入力信号からこの演算手段の出力を減算
   して送信出力信号として出力する減算器（６０）と、こ
   の送信出力信号および前記第一の選択回路からの選択さ
   れた受信入力信号に基づき前記第二の選択回路からの選
   択されたインパルス応答を修正するインパルス応答修正
   回路（４０）とを備えたことを特徴とする受信信号選択
   形エコーキャンセラ。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、前記第一の選択回路か
   らの選択された受信入力信号と前記第二の選択回路から
   の選択されたインパルス応答とを乗算する乗算器（３
   ０）と、この乗算器の出力をＭ回累積加算して前記減算
   器に出力する累算器（５０）とを含む請求項１記載の受
   信信号選択形エコーキャンセラ。