JPH07303063A - エコーキャンセラおよびエコーパス推定方法 - Google Patents
エコーキャンセラおよびエコーパス推定方法Info
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- JPH07303063A JPH07303063A JP11759194A JP11759194A JPH07303063A JP H07303063 A JPH07303063 A JP H07303063A JP 11759194 A JP11759194 A JP 11759194A JP 11759194 A JP11759194 A JP 11759194A JP H07303063 A JPH07303063 A JP H07303063A
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- transmission signal
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エコーパスの変動に対して高い収束速度と安
定度とを併せ持つエコーパス推定方法を提供する。 【構成】 遅延時間測定回路7は、ハイブリッド回路2
を介して発生するエコー信号の、伝送信号に対する遅延
時間TDを測定する。エコーパス推定/疑似エコー生成
回路3は、伝送信号のサンプリング結果xk-n,xk-n+1,
・・・・,xk-2,xk-1にステップゲインαn,αn-1,・・・・,
α2,α1を各々乗算し、所定の学習アルゴリズムにより
エコーパスの推定を行い、疑似エコー信号を生成する。
ここで、ステップゲイン設定回路8は、エコー信号の包
絡線に沿って係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定する。
定度とを併せ持つエコーパス推定方法を提供する。 【構成】 遅延時間測定回路7は、ハイブリッド回路2
を介して発生するエコー信号の、伝送信号に対する遅延
時間TDを測定する。エコーパス推定/疑似エコー生成
回路3は、伝送信号のサンプリング結果xk-n,xk-n+1,
・・・・,xk-2,xk-1にステップゲインαn,αn-1,・・・・,
α2,α1を各々乗算し、所定の学習アルゴリズムにより
エコーパスの推定を行い、疑似エコー信号を生成する。
ここで、ステップゲイン設定回路8は、エコー信号の包
絡線に沿って係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動通信網や長距離電
話回線網に用いて好適なエコーキャンセラおよびこのエ
コーキャンセラに用いて好適なエコーパス推定方法に関
する。
話回線網に用いて好適なエコーキャンセラおよびこのエ
コーキャンセラに用いて好適なエコーパス推定方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】海底ケーブルあるいは通信衛星などを経
由する長距離電話回線では、一般に両端に接続される加
入者線は2線式であり、中間の長距離伝送部分は信号増
幅などのために4線式となっている。同様に、移動電話
(又は、セルラーホーン(cellular phon
e))を用いた移動通信網では、固定側アナログ電話の
加入者線は2線式であり、移動電話の端末から交換機等
に至る部分は4線式となっている。この場合、2線と4
線との接続部分には、4線/2線の変換を行うためのハ
イブリッド回路が設けられている。このハイブリッド回
路は、2線式回線のインピーダンスと整合するように設
計されるが、常に良好な整合を得ることは困難であるた
め、ハイブリッド回路の4線入力側へ到来した受信信号
が4線出力側へ漏洩し、いわゆるエコーが発生する。か
かるエコーは、送話者の音声より低レベルで、なおか
つ、一定時間遅延して送話者に到達するため、通話障害
が生ずる。
由する長距離電話回線では、一般に両端に接続される加
入者線は2線式であり、中間の長距離伝送部分は信号増
幅などのために4線式となっている。同様に、移動電話
(又は、セルラーホーン(cellular phon
e))を用いた移動通信網では、固定側アナログ電話の
加入者線は2線式であり、移動電話の端末から交換機等
に至る部分は4線式となっている。この場合、2線と4
線との接続部分には、4線/2線の変換を行うためのハ
イブリッド回路が設けられている。このハイブリッド回
路は、2線式回線のインピーダンスと整合するように設
計されるが、常に良好な整合を得ることは困難であるた
め、ハイブリッド回路の4線入力側へ到来した受信信号
が4線出力側へ漏洩し、いわゆるエコーが発生する。か
かるエコーは、送話者の音声より低レベルで、なおか
つ、一定時間遅延して送話者に到達するため、通話障害
が生ずる。
【0003】このようなエコーによる通話障害は、信号
伝搬時間が長くなるに従って顕著になる。特に、移動電
話による移動通信の場合は、交換機等までの無線通信区
間において各種の処理を行うため信号の遅延量が多く、
エコーによる通話障害が特に問題となる。なお、インパ
ルス応答に対するエコー波形の一例を図2(a)に示す。
同図においては、時刻t=0に遠端音声信号Routと
してインパルス信号が出力されたことを想定している。
このインパルス信号は、ハイブリッド回路2を介して、
エコーである近端音声信号Sinとしてエコーキャンセ
ラ1に帰還されるが、帰還されるまでに遅延時間TDを
要している。その後、近端音声信号Sinは大幅に変動
し徐々に収束する。
伝搬時間が長くなるに従って顕著になる。特に、移動電
話による移動通信の場合は、交換機等までの無線通信区
間において各種の処理を行うため信号の遅延量が多く、
エコーによる通話障害が特に問題となる。なお、インパ
ルス応答に対するエコー波形の一例を図2(a)に示す。
同図においては、時刻t=0に遠端音声信号Routと
してインパルス信号が出力されたことを想定している。
このインパルス信号は、ハイブリッド回路2を介して、
エコーである近端音声信号Sinとしてエコーキャンセ
ラ1に帰還されるが、帰還されるまでに遅延時間TDを
要している。その後、近端音声信号Sinは大幅に変動
し徐々に収束する。
【0004】上記のエコーを阻止する装置としてエコー
サプレッサやエコーキャンセラがある。図3は、移動通
信網に用いられるエコーキャンセラの概略構成を示す。
ここに示されるエコーキャンセラ1は、ハイブリッド回
路2の前段に設けられている。この図では、通常のアナ
ログ電話の加入者を近端話者といい、移動電話などの加
入者を遠端話者という。また、エコーキャンセラ1に入
力される遠端音声信号をRin、エコーキャンセラ1か
ら出力される遠端音声信号をRout、また、エコーキ
ャンセラ1に入力される近端音声信号をSin、エコー
キャンセラ1から出力される近端音声信号をSoutで
示す。
サプレッサやエコーキャンセラがある。図3は、移動通
信網に用いられるエコーキャンセラの概略構成を示す。
ここに示されるエコーキャンセラ1は、ハイブリッド回
路2の前段に設けられている。この図では、通常のアナ
ログ電話の加入者を近端話者といい、移動電話などの加
入者を遠端話者という。また、エコーキャンセラ1に入
力される遠端音声信号をRin、エコーキャンセラ1か
ら出力される遠端音声信号をRout、また、エコーキ
ャンセラ1に入力される近端音声信号をSin、エコー
キャンセラ1から出力される近端音声信号をSoutで
示す。
【0005】図3に示すエコーキャンセラ1は、エコー
パス推定/疑似エコー生成回路3、制御装置4、加算器
5及び非線形処理回路6より構成される。ここで、エコ
ーパス推定/疑似エコー生成回路3は、遠端音声入力R
inと近端音声入力Sinを基に、ハイブリッド回路2
の応答特性を検出し、以って、エコーパス(即ち、エコ
ーが伝搬する線路)を推定する。次に、その推定結果と
遠端音声入力Rinとの畳み込み演算によって、予想さ
れるハイブリッド回路2からのエコー(即ち、疑似エコ
ー)を生成する。加算器5において、この疑似エコーが
近端音声入力Sinから減算され、以って、エコーが打
ち消される。
パス推定/疑似エコー生成回路3、制御装置4、加算器
5及び非線形処理回路6より構成される。ここで、エコ
ーパス推定/疑似エコー生成回路3は、遠端音声入力R
inと近端音声入力Sinを基に、ハイブリッド回路2
の応答特性を検出し、以って、エコーパス(即ち、エコ
ーが伝搬する線路)を推定する。次に、その推定結果と
遠端音声入力Rinとの畳み込み演算によって、予想さ
れるハイブリッド回路2からのエコー(即ち、疑似エコ
ー)を生成する。加算器5において、この疑似エコーが
近端音声入力Sinから減算され、以って、エコーが打
ち消される。
【0006】ところで、伝送回線ではデジタル信号の伝
送が行われ、かかるデジタル信号の処理を行うエコーキ
ャンセラ1とアナログ回線への変換を行うハイブリッド
回路2との間ではD/A変換(一般には、μ−LAW変
換)が行われる。このため、遠端音声出力Routと近
端音声入力Sinとの間では非線形特性の関係が成立す
ることとなり、エコーパス推定/疑似エコー生成回路3
等による線形演算のみでは完全なエコーキャンセルを行
うことができない。このため、キャンセルしきれないエ
コー成分が発生してしまう。かかるエコー成分(「残留
エコー」という。)を消去するため、非線形処理回路6
が設けられている。この非線形処理回路6は、非線形ス
イッチング操作を行う。即ち、近端音声出力Soutが
エコーのみによって構成されている場合、すなわち遠端
話者だけが送話状態にある場合(この場合を「遠端話者
シングルトーク」という。)には、近端音声出力Sou
tの伝送を阻止するようスイッチング操作を行うか、或
いは、近端音声出力Soutを疑似雑音に置き換えるよ
うな操作を行う。
送が行われ、かかるデジタル信号の処理を行うエコーキ
ャンセラ1とアナログ回線への変換を行うハイブリッド
回路2との間ではD/A変換(一般には、μ−LAW変
換)が行われる。このため、遠端音声出力Routと近
端音声入力Sinとの間では非線形特性の関係が成立す
ることとなり、エコーパス推定/疑似エコー生成回路3
等による線形演算のみでは完全なエコーキャンセルを行
うことができない。このため、キャンセルしきれないエ
コー成分が発生してしまう。かかるエコー成分(「残留
エコー」という。)を消去するため、非線形処理回路6
が設けられている。この非線形処理回路6は、非線形ス
イッチング操作を行う。即ち、近端音声出力Soutが
エコーのみによって構成されている場合、すなわち遠端
話者だけが送話状態にある場合(この場合を「遠端話者
シングルトーク」という。)には、近端音声出力Sou
tの伝送を阻止するようスイッチング操作を行うか、或
いは、近端音声出力Soutを疑似雑音に置き換えるよ
うな操作を行う。
【0007】制御装置4は、エコーパス推定/疑似エコ
ー生成回路3及び非線形処理回路6の制御を行う。即
ち、遠端者の無送話状態の検出、或いは、ダブルトーク
の検出を行い、エコーパス推定の学習機能のON/OF
F制御を行うとともに、遠端話者シングルトークの検出
を行い、非線形処理回路6のスイッチング操作の制御を
行う。
ー生成回路3及び非線形処理回路6の制御を行う。即
ち、遠端者の無送話状態の検出、或いは、ダブルトーク
の検出を行い、エコーパス推定の学習機能のON/OF
F制御を行うとともに、遠端話者シングルトークの検出
を行い、非線形処理回路6のスイッチング操作の制御を
行う。
【0008】ところで、上述したエコーパス推定/疑似
エコー生成回路3は、図3に示すように、エコーパス推
定回路3a、hレジスタ3bおよび疑似エコー生成回路
3cを有している。この場合、エコーパス推定回路3a
は、一般に、適応アルゴリズムの中で比較的演算量が少
なく、良好な収束特性をもつ学習同定法を用いてエコー
パスを推定し、推定したエコーパスに対応したタップ係
数(後述)をHレジスタ3bに書き込む。そして、疑似
エコー生成回路3cは、FIR型適応デジタルフィルタ
で構成されており、Hレジスタ3b内のタップ係数を用
いて、遠端音声入力Rinとの畳み込み演算によって、
疑似エコーを発生する。
エコー生成回路3は、図3に示すように、エコーパス推
定回路3a、hレジスタ3bおよび疑似エコー生成回路
3cを有している。この場合、エコーパス推定回路3a
は、一般に、適応アルゴリズムの中で比較的演算量が少
なく、良好な収束特性をもつ学習同定法を用いてエコー
パスを推定し、推定したエコーパスに対応したタップ係
数(後述)をHレジスタ3bに書き込む。そして、疑似
エコー生成回路3cは、FIR型適応デジタルフィルタ
で構成されており、Hレジスタ3b内のタップ係数を用
いて、遠端音声入力Rinとの畳み込み演算によって、
疑似エコーを発生する。
【0009】学習同定法は、例えば、電気通信学会論文
誌’77/11 Vol.J60-A NOo.11の論文「学習同定法を用い
たエコーキャンセラのエコー打消特性について」(板
倉、西川)に示されているように周知の推定法である。
以下に、この論文に記載された学習同定法の概略につい
て簡単に説明する。なお、本明細書においては、ベクト
ル量を表す変数は、左上に添字“v”を付す。
誌’77/11 Vol.J60-A NOo.11の論文「学習同定法を用い
たエコーキャンセラのエコー打消特性について」(板
倉、西川)に示されているように周知の推定法である。
以下に、この論文に記載された学習同定法の概略につい
て簡単に説明する。なお、本明細書においては、ベクト
ル量を表す変数は、左上に添字“v”を付す。
【0010】まず、エコーパスの信号伝搬特性を線形と
仮定し、そのインパルス応答h(t)と入力信号x
(t)とを用いれば、時刻kT(Tはサンプリング間
隔)におけるエコーykは、
仮定し、そのインパルス応答h(t)と入力信号x
(t)とを用いれば、時刻kT(Tはサンプリング間
隔)におけるエコーykは、
【0011】
【数1】yk=vht・vxk で表される。但し、
【0012】
【数2】v h=(h1,h2,……,hn)t,hj=h(jT)v xk=(xk-1,xk-2,……,xk-n)t,xj=x
(jT) (ここで、tはベクトルの転置)である。一方、時刻k
Tにおけるvhの推定値をvHk(以下、タップ係数とい
う)とすれば、ykの推定値Ykは、
(jT) (ここで、tはベクトルの転置)である。一方、時刻k
Tにおけるvhの推定値をvHk(以下、タップ係数とい
う)とすれば、ykの推定値Ykは、
【0013】
【数3】Yk=vHk t・vxk で与えられる。そして、学習同定法によるHkの逐次修
正は、
正は、
【0014】
【数4】 によって行われる。ただし、ekは、
【0015】
【数5】ek=yk−Yk であり、残留エコーである。また、εは入力信号x
(t)のピーク値の「1/5〜1/10」程度の大きさ
に選んでおく。この残留エコーは、加算器5の出力側に
現れる。そして、上記数5からも明かなように、残留エ
コーが減少するように次のタップ係数vHk+1を算出する
ようにしている。
(t)のピーク値の「1/5〜1/10」程度の大きさ
に選んでおく。この残留エコーは、加算器5の出力側に
現れる。そして、上記数5からも明かなように、残留エ
コーが減少するように次のタップ係数vHk+1を算出する
ようにしている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、数4におい
ては、ステップゲインαを「1」に設定すると、サンプ
リング時間あたりのvHkの修正量が大きく、収束速度が
最も速くなるが、回線雑音等によってvHkの修正を誤る
と、誤りに基づく雑音等も増大する。。一方、ステップ
ゲインαが小さい場合には、vHkの修正量は小さくなる
が、修正誤差も小さくすることができ、高い安定度が得
られる。すなわち、数4に基づいてvHkを修正する限り
においては、収束速度を高めることと安定度を向上させ
ることとは相反する要求であり、双方を共に満足させる
ことは困難であった。この発明は上述した事情に鑑みて
なされたものであり、エコーパスの変動に対して高い収
束速度と安定度とを併せ持つエコーキャンセラおよびエ
コーパス推定方法を提供することを目的としている。
ては、ステップゲインαを「1」に設定すると、サンプ
リング時間あたりのvHkの修正量が大きく、収束速度が
最も速くなるが、回線雑音等によってvHkの修正を誤る
と、誤りに基づく雑音等も増大する。。一方、ステップ
ゲインαが小さい場合には、vHkの修正量は小さくなる
が、修正誤差も小さくすることができ、高い安定度が得
られる。すなわち、数4に基づいてvHkを修正する限り
においては、収束速度を高めることと安定度を向上させ
ることとは相反する要求であり、双方を共に満足させる
ことは困難であった。この発明は上述した事情に鑑みて
なされたものであり、エコーパスの変動に対して高い収
束速度と安定度とを併せ持つエコーキャンセラおよびエ
コーパス推定方法を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に係る構成にあっては、4線路を通じて送られ
る音声と2線路を通じて送られる音声との間の伝送を行
う電話回線網に設けられるエコーキャンセラにおいて、
4線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側
から4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づいて、前
記伝送信号に対する前記エコー信号の遅延時間TDを測
定する遅延時間測定手段と、前記伝送信号をサンプリン
グ間隔Tで順次サンプリングして得たサンプリング結果
xk-n,xk- n+1,・・・・,xk-2,xk-1と、これらサンプリン
グ結果に各々対応するとともに学習の収束速度を決定す
る係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1と、前記エコー信号とに
基づいて所定の学習アルゴリズムによりエコーパスの推
定を行い、疑似エコー信号を生成する疑似エコー生成手
段と、前記エコー信号の波形に対応して前記係数αn,α
n-1,・・・・,α2,α1を設定する係数設定手段とを具備する
ことを特徴としている。
請求項1に係る構成にあっては、4線路を通じて送られ
る音声と2線路を通じて送られる音声との間の伝送を行
う電話回線網に設けられるエコーキャンセラにおいて、
4線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側
から4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づいて、前
記伝送信号に対する前記エコー信号の遅延時間TDを測
定する遅延時間測定手段と、前記伝送信号をサンプリン
グ間隔Tで順次サンプリングして得たサンプリング結果
xk-n,xk- n+1,・・・・,xk-2,xk-1と、これらサンプリン
グ結果に各々対応するとともに学習の収束速度を決定す
る係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1と、前記エコー信号とに
基づいて所定の学習アルゴリズムによりエコーパスの推
定を行い、疑似エコー信号を生成する疑似エコー生成手
段と、前記エコー信号の波形に対応して前記係数αn,α
n-1,・・・・,α2,α1を設定する係数設定手段とを具備する
ことを特徴としている。
【0018】また、請求項2に係る構成にあっては、4
線路を通じて送られる音声と2線路を通じて送られる音
声との間の伝送を行う電話回線網に対してエコーパスの
推定を行うエコーパス推定方法において、4線路側から
2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側から4線路側
に伝搬されるエコー信号とに基づいて、前記伝送信号に
対する前記エコー信号の遅延時間TDを測定し、前記伝
送信号をサンプリング間隔Tで順次サンプリングして得
たサンプリング結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,x
k-1と、これらサンプリング結果に各々対応するととも
に学習の収束速度を決定する係数αn,αn-1,・・・・,α2,
α1と、前記エコー信号とに基づいて所定の学習アルゴ
リズムによりエコーパスの推定を行い、前記エコー信号
の波形に対応して前記係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設
定することを特徴としている。
線路を通じて送られる音声と2線路を通じて送られる音
声との間の伝送を行う電話回線網に対してエコーパスの
推定を行うエコーパス推定方法において、4線路側から
2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側から4線路側
に伝搬されるエコー信号とに基づいて、前記伝送信号に
対する前記エコー信号の遅延時間TDを測定し、前記伝
送信号をサンプリング間隔Tで順次サンプリングして得
たサンプリング結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,x
k-1と、これらサンプリング結果に各々対応するととも
に学習の収束速度を決定する係数αn,αn-1,・・・・,α2,
α1と、前記エコー信号とに基づいて所定の学習アルゴ
リズムによりエコーパスの推定を行い、前記エコー信号
の波形に対応して前記係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設
定することを特徴としている。
【0019】また、請求項3に係る構成にあっては、請
求項1に係るエコーキャンセラにおいて、前記疑似エコ
ー生成手段は、前記エコー信号の包絡線に沿って前記係
数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定することを特徴として
いる。
求項1に係るエコーキャンセラにおいて、前記疑似エコ
ー生成手段は、前記エコー信号の包絡線に沿って前記係
数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定することを特徴として
いる。
【0020】
【作用】請求項1に係る構成にあっては、遅延時間測定
手段は、4線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と
2線路側から4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づ
いて、伝送信号に対するエコー信号の遅延時間TDを測
定する。また、疑似エコー生成手段は、伝送信号をサン
プリング間隔Tで順次サンプリングして得たサンプリン
グ結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,xk-1と、これらサン
プリング結果に各々対応するとともに学習の収束速度を
決定する係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1と、エコー信号と
に基づいて所定の学習アルゴリズムによりエコーパスの
推定を行い、疑似エコー信号を生成する。ここで、係数
設定手段は、エコー信号の波形に対応して係数αn,α
n-1,・・・・,α2,α1を設定する。
手段は、4線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と
2線路側から4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づ
いて、伝送信号に対するエコー信号の遅延時間TDを測
定する。また、疑似エコー生成手段は、伝送信号をサン
プリング間隔Tで順次サンプリングして得たサンプリン
グ結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,xk-1と、これらサン
プリング結果に各々対応するとともに学習の収束速度を
決定する係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1と、エコー信号と
に基づいて所定の学習アルゴリズムによりエコーパスの
推定を行い、疑似エコー信号を生成する。ここで、係数
設定手段は、エコー信号の波形に対応して係数αn,α
n-1,・・・・,α2,α1を設定する。
【0021】また、請求項2に係る構成にあっては、4
線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側か
ら4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づいて、伝送
信号に対するエコー信号の遅延時間TDが測定され、伝
送信号をサンプリング間隔Tで順次サンプリングして得
たサンプリング結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,x
k-1と、これらサンプリング結果に各々対応するととも
に学習の収束速度を決定する係数αn,αn-1,・・・・,α2,
α1と、エコー信号とに基づいて所定の学習アルゴリズ
ムによりエコーパスの推定が行われる。ここで、係数α
n,αn-1,・・・・,α2,α1は、エコー信号の波形に対応して
設定される。
線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側か
ら4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づいて、伝送
信号に対するエコー信号の遅延時間TDが測定され、伝
送信号をサンプリング間隔Tで順次サンプリングして得
たサンプリング結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,x
k-1と、これらサンプリング結果に各々対応するととも
に学習の収束速度を決定する係数αn,αn-1,・・・・,α2,
α1と、エコー信号とに基づいて所定の学習アルゴリズ
ムによりエコーパスの推定が行われる。ここで、係数α
n,αn-1,・・・・,α2,α1は、エコー信号の波形に対応して
設定される。
【0022】また、請求項3に係る構成にあっては、係
数設定手段は、エコー信号の包絡線に沿って係数αn,α
n-1,・・・・,α2,α1を設定する。
数設定手段は、エコー信号の包絡線に沿って係数αn,α
n-1,・・・・,α2,α1を設定する。
【0023】
【実施例】A.実施例の構成 以下、図1を参照してこの発明の一実施例について説明
する。なお、図において図3の各部に対応する部分には
同一の符号を付け、その説明を省略する。図1において
は、図3におけるエコーパス推定回路3aに代えてエコ
ーパス推定回路3dが設けられている。7は遅延時間測
定回路であり、近端音声信号Sinと遠端音声信号Ro
utとに基づいて遅延時間TD(図2(a)参照)を求
め、この結果を出力する。なお、遅延時間TDを求める
手法としては、例えば、所定期間内において近端音声信
号Sinのピークが発生する時刻と遠端音声信号Rou
tのピークが発生する時刻との差を求めてもよく、両信
号の相互相関によって求めてもよい。次に、8はステッ
プゲイン設定回路であり、遅延時間TDが供給される
と、下記数6に基づいて、ステップゲインvαを算出す
る。
する。なお、図において図3の各部に対応する部分には
同一の符号を付け、その説明を省略する。図1において
は、図3におけるエコーパス推定回路3aに代えてエコ
ーパス推定回路3dが設けられている。7は遅延時間測
定回路であり、近端音声信号Sinと遠端音声信号Ro
utとに基づいて遅延時間TD(図2(a)参照)を求
め、この結果を出力する。なお、遅延時間TDを求める
手法としては、例えば、所定期間内において近端音声信
号Sinのピークが発生する時刻と遠端音声信号Rou
tのピークが発生する時刻との差を求めてもよく、両信
号の相互相関によって求めてもよい。次に、8はステッ
プゲイン設定回路であり、遅延時間TDが供給される
と、下記数6に基づいて、ステップゲインvαを算出す
る。
【0024】
【数6】v α=(α1,α2,……,αn),αj=A(jT) 但し、
【0025】数6においてnはエコーパス推定回路3d
におけるタップ数、Tはサンプリング間隔である。ここ
で、関数A(t)の波形を図2(b)の破線で示す。数6
から明らかなように、ステップゲインvαは、関数A
(t)をサンプリング間隔T毎の離散値で表現したもの
になる。ここで、数6のようにステップゲインvαを設
定する理由について説明しておく。まず、本発明者らの
研究によれば、係数αn,αn- 1,・・・・,α2,α1をエコー波
形の包絡線に沿って設定すると、エコーパス推定におけ
る収束速度を高くすることができ、しかも高い安定度が
得られることが判明した。これは、エコーの影響が顕著
に現れるタイミングにおいては、対応する係数を大とす
ることにより収束速度を高くすることができ、エコーパ
スの学習に関して高い追従特性を確保できるとともに、
エコーの影響が小さいタイミングにおいては収束速度を
遅くすることにより回線雑音等による誤学習の影響を抑
制することができるからである。かかる事情に鑑み、数
6および図2(b)に示す係数αn,αn-1,・・・・,α2,α
1は、同図(a)に示すエコー波形の包絡線に沿って設定
されている。
におけるタップ数、Tはサンプリング間隔である。ここ
で、関数A(t)の波形を図2(b)の破線で示す。数6
から明らかなように、ステップゲインvαは、関数A
(t)をサンプリング間隔T毎の離散値で表現したもの
になる。ここで、数6のようにステップゲインvαを設
定する理由について説明しておく。まず、本発明者らの
研究によれば、係数αn,αn- 1,・・・・,α2,α1をエコー波
形の包絡線に沿って設定すると、エコーパス推定におけ
る収束速度を高くすることができ、しかも高い安定度が
得られることが判明した。これは、エコーの影響が顕著
に現れるタイミングにおいては、対応する係数を大とす
ることにより収束速度を高くすることができ、エコーパ
スの学習に関して高い追従特性を確保できるとともに、
エコーの影響が小さいタイミングにおいては収束速度を
遅くすることにより回線雑音等による誤学習の影響を抑
制することができるからである。かかる事情に鑑み、数
6および図2(b)に示す係数αn,αn-1,・・・・,α2,α
1は、同図(a)に示すエコー波形の包絡線に沿って設定
されている。
【0026】次に、エコーパス推定回路3dは、下記数
7に基づいてvHk+1の推定を行う。なお、数4と数7と
を比較すると、数4における“αvxk”に代えて、数7
では vzk=(α1xk-1,α2xk-2,・・・・,αnxk-n)が用
いられている。
7に基づいてvHk+1の推定を行う。なお、数4と数7と
を比較すると、数4における“αvxk”に代えて、数7
では vzk=(α1xk-1,α2xk-2,・・・・,αnxk-n)が用
いられている。
【0027】
【数7】 但し、vzk=(α1xk-1,α2xk-2,・・・・,αnxk-n)
【0028】B.実施例の動作 次に、本実施例の動作を説明する。まず、遠端話者が何
らかの音声を発すると、その内容が遠端音声信号Rou
tとして遅延時間測定回路7に供給される。やがて、こ
れに基づくエコーである近端音声信号Sinが遅延時間
測定回路7に供給されると、遅延時間TDが算出され、
その値がステップゲイン設定回路8に供給される。ステ
ップゲイン設定回路8においては数6に基づいてステッ
プゲインvαが算出される。そして、エコーパス推定回
路3dにおいては、数7に基づいて、残留エコーが減少
するように、次のタップ係数vHk+1が逐次算出される。
らかの音声を発すると、その内容が遠端音声信号Rou
tとして遅延時間測定回路7に供給される。やがて、こ
れに基づくエコーである近端音声信号Sinが遅延時間
測定回路7に供給されると、遅延時間TDが算出され、
その値がステップゲイン設定回路8に供給される。ステ
ップゲイン設定回路8においては数6に基づいてステッ
プゲインvαが算出される。そして、エコーパス推定回
路3dにおいては、数7に基づいて、残留エコーが減少
するように、次のタップ係数vHk+1が逐次算出される。
【0029】ここで、図2(b)によれば、ステップゲイ
ンα1,α2,・・・・,αnのうち最も値の大きなものはαpで
あり、数7によればこのステップゲインαpは、pサン
プリング周期前の入力信号xpに乗算される。同図(a)
によれば、インパルス入力に対するエコーは、遅延時間
TD(時間pTとほぼ等しい)を経過した直後において
最大の振幅を有し、その後徐々に減衰する。すなわち、
本実施例によれば、エコー波形の包絡線に沿ってステッ
プゲインvαを設定したから、エコーの影響が顕著に現
れるタイミングにおいてステップゲインを大きくするこ
とができ、エコーパスの学習に関して高い追従特性を有
することが判る。
ンα1,α2,・・・・,αnのうち最も値の大きなものはαpで
あり、数7によればこのステップゲインαpは、pサン
プリング周期前の入力信号xpに乗算される。同図(a)
によれば、インパルス入力に対するエコーは、遅延時間
TD(時間pTとほぼ等しい)を経過した直後において
最大の振幅を有し、その後徐々に減衰する。すなわち、
本実施例によれば、エコー波形の包絡線に沿ってステッ
プゲインvαを設定したから、エコーの影響が顕著に現
れるタイミングにおいてステップゲインを大きくするこ
とができ、エコーパスの学習に関して高い追従特性を有
することが判る。
【0030】一方、本実施例においては、ステップゲイ
ンαp+1〜αnの値は順次小となっているため、ベクトル
vzkのうちエコーの影響が小さい成分(時刻T(k−
n)近傍の入力信号に対応する成分)については追従特
性は若干犠牲になる。しかし、かかる成分については、
元々エコーレベルが低いため、これらの成分の追従特性
が犠牲になったとしても全体の追従特性に対する影響は
小さい。逆に、これらの成分に対応するステップゲイン
を小としたことにより、回線雑音等による誤学習の影響
を抑制することができ、きわめて高い安定度が得られる
のである。
ンαp+1〜αnの値は順次小となっているため、ベクトル
vzkのうちエコーの影響が小さい成分(時刻T(k−
n)近傍の入力信号に対応する成分)については追従特
性は若干犠牲になる。しかし、かかる成分については、
元々エコーレベルが低いため、これらの成分の追従特性
が犠牲になったとしても全体の追従特性に対する影響は
小さい。逆に、これらの成分に対応するステップゲイン
を小としたことにより、回線雑音等による誤学習の影響
を抑制することができ、きわめて高い安定度が得られる
のである。
【0031】C.変形例 本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例
えば以下のように種々の変形が可能である。 上記実施例においては、ステップゲインvαは数6に
よって決定されたが、ステップゲインvαはエコー波形
の包絡線に対応して決定されたものであるため、エコー
波形が図2(a)に示したものと異なる場合は、そのエコ
ー波形に応じて適宜ステップゲインαの波形を決定して
もよいことは言うまでもない。また、電話回線網に複数
種類のハイブリッドが設けられる場合は、各ハイブリッ
ド毎にエコー波形も異なるが、かかる場合は以下のよう
にしてステップゲインvαを決定するとよい。まず、図
2(a)において、エコーパスは回線における遅延部分
(時刻TD以前の部分)と、ハイブリッドによって形状
の決定される部分(時刻TD以降の部分)とに分けるこ
とができる。そこで、後者の部分について、収束が速く
なるようなステップゲインvαを、予め各種のハイブリ
ッドについて求めておき、このパターンのデータベース
を作成しておく。例えば、図4(a),(b)に示すような
パターンを想定すると、両者に対応するステップゲイン
vαは、各々同図(c),(d)に示すようになる。その両
方に収束しやすいステップゲインvαは、これらを重ね
あわせたもの(同図(e))である。従って、同図(e)に
示す波形を遅延時間TDだけ遅延させ、これによってス
テップゲインvαを決定するとよい。なお、上述したデ
ータベースにおいて、現在用いられている回線に対応す
るエコーパターンを検索する手法としては、例えば該デ
ータベースに記憶された全てのエコーパターンに基づい
てステップゲインvαを変化させながら収束速度を測定
し、最も収束速度の速いパターンを採用するとよい。
えば以下のように種々の変形が可能である。 上記実施例においては、ステップゲインvαは数6に
よって決定されたが、ステップゲインvαはエコー波形
の包絡線に対応して決定されたものであるため、エコー
波形が図2(a)に示したものと異なる場合は、そのエコ
ー波形に応じて適宜ステップゲインαの波形を決定して
もよいことは言うまでもない。また、電話回線網に複数
種類のハイブリッドが設けられる場合は、各ハイブリッ
ド毎にエコー波形も異なるが、かかる場合は以下のよう
にしてステップゲインvαを決定するとよい。まず、図
2(a)において、エコーパスは回線における遅延部分
(時刻TD以前の部分)と、ハイブリッドによって形状
の決定される部分(時刻TD以降の部分)とに分けるこ
とができる。そこで、後者の部分について、収束が速く
なるようなステップゲインvαを、予め各種のハイブリ
ッドについて求めておき、このパターンのデータベース
を作成しておく。例えば、図4(a),(b)に示すような
パターンを想定すると、両者に対応するステップゲイン
vαは、各々同図(c),(d)に示すようになる。その両
方に収束しやすいステップゲインvαは、これらを重ね
あわせたもの(同図(e))である。従って、同図(e)に
示す波形を遅延時間TDだけ遅延させ、これによってス
テップゲインvαを決定するとよい。なお、上述したデ
ータベースにおいて、現在用いられている回線に対応す
るエコーパターンを検索する手法としては、例えば該デ
ータベースに記憶された全てのエコーパターンに基づい
てステップゲインvαを変化させながら収束速度を測定
し、最も収束速度の速いパターンを採用するとよい。
【0032】エコーパス推定/疑似エコー生成回路3
は学習同定法を採用するものに限られるものではなく、
カルマンフィルタ等、各種の適応アルゴリズムを用いて
もよい。すなわち、本発明は、学習の収束速度を決定す
る複数の係数(例えば上記実施例におけるステップゲイ
ンαn,αn-1,・・・・,α2,α1)を用いるものであれば、こ
れら係数を適宜変更することによって適用できる。
は学習同定法を採用するものに限られるものではなく、
カルマンフィルタ等、各種の適応アルゴリズムを用いて
もよい。すなわち、本発明は、学習の収束速度を決定す
る複数の係数(例えば上記実施例におけるステップゲイ
ンαn,αn-1,・・・・,α2,α1)を用いるものであれば、こ
れら係数を適宜変更することによって適用できる。
【0033】エコーパス推定/疑似エコー生成回路3
は、最初は疑似エコー信号Yのレベルを推定した値より
も小さくするとともに、時間の経過とともに本来のレベ
ルに戻すように構成してもよい。これは、最初の段間で
は疑似エコーを正確に推定することが困難であるため、
最初から疑似エコー信号Yのレベルを高くしておくと、
かえって雑音を発生させる等の不具合を生ずるからであ
る。
は、最初は疑似エコー信号Yのレベルを推定した値より
も小さくするとともに、時間の経過とともに本来のレベ
ルに戻すように構成してもよい。これは、最初の段間で
は疑似エコーを正確に推定することが困難であるため、
最初から疑似エコー信号Yのレベルを高くしておくと、
かえって雑音を発生させる等の不具合を生ずるからであ
る。
【0034】上記実施例においては、遠端話者の発し
た音声に基づいてエコーパスの推定を行ったが、他の信
号を用いてエコーパスの推定を行ってもよい。例えば、
近端発呼の場合はリングバックトーンを用いてエコーパ
スを推定し、遠端発呼の場合は近端側のオフフックが発
生した直後にハイブリッドにトレーニング信号を送信
し、これらに基づいてエコーパスを推定してもよい。こ
れにより、近端話者および遠端話者が実際に通話を開始
した際には、既に確度の高いエコーパス推定が完了する
ことになるからである。
た音声に基づいてエコーパスの推定を行ったが、他の信
号を用いてエコーパスの推定を行ってもよい。例えば、
近端発呼の場合はリングバックトーンを用いてエコーパ
スを推定し、遠端発呼の場合は近端側のオフフックが発
生した直後にハイブリッドにトレーニング信号を送信
し、これらに基づいてエコーパスを推定してもよい。こ
れにより、近端話者および遠端話者が実際に通話を開始
した際には、既に確度の高いエコーパス推定が完了する
ことになるからである。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のエコー
キャンセラおよびエコーパス推定方法によれば、エコー
信号の波形に対応して(エコー信号の包絡線に沿って)
係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定するから、エコーの
影響が顕著に現れるタイミングにおいて収束速度を高く
することができ、エコーパスの学習に関して高い追従特
性を確保できるとともに、エコーの影響が小さいタイミ
ングにおいては収束速度を遅くすることにより回線雑音
等による誤学習の影響を抑制することができ、きわめて
高い安定度が得られる。
キャンセラおよびエコーパス推定方法によれば、エコー
信号の波形に対応して(エコー信号の包絡線に沿って)
係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定するから、エコーの
影響が顕著に現れるタイミングにおいて収束速度を高く
することができ、エコーパスの学習に関して高い追従特
性を確保できるとともに、エコーの影響が小さいタイミ
ングにおいては収束速度を遅くすることにより回線雑音
等による誤学習の影響を抑制することができ、きわめて
高い安定度が得られる。
【図1】一実施例のエコーキャンセラのブロック図であ
る。
る。
【図2】一実施例のエコーキャンセラの動作説明図であ
る。
る。
【図3】従来のエコーキャンセラのブロック図である。
【図4】一実施例の変形例の動作説明図である。
3 エコーパス推定/疑似エコー生成回路(疑似エコー
生成手段) 7 遅延時間測定回路(遅延時間測定手段) 8 ステップゲイン設定回路(係数設定手段)
生成手段) 7 遅延時間測定回路(遅延時間測定手段) 8 ステップゲイン設定回路(係数設定手段)
Claims (3)
- 【請求項1】 4線路を通じて送られる音声と2線路を
通じて送られる音声との間の伝送を行う電話回線網に設
けられるエコーキャンセラにおいて、 4線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側
から4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づいて、前
記伝送信号に対する前記エコー信号の遅延時間TDを測
定する遅延時間測定手段と、 前記伝送信号をサンプリング間隔Tで順次サンプリング
して得たサンプリング結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,
xk-1と、これらサンプリング結果に各々対応するとと
もに学習の収束速度を決定する係数αn,αn-1,・・・・,
α2,α1と、前記エコー信号とに基づいて所定の学習ア
ルゴリズムによりエコーパスの推定を行い、疑似エコー
信号を生成する疑似エコー生成手段と、 前記エコー信号の波形に対応して前記係数αn,αn-1,・・
・・,α2,α1を設定する係数設定手段とを具備することを
特徴とするエコーキャンセラ。 - 【請求項2】 4線路を通じて送られる音声と2線路を
通じて送られる音声との間の伝送を行う電話回線網に対
してエコーパスの推定を行うエコーパス推定方法におい
て、 4線路側から2線路側に伝搬される伝送信号と2線路側
から4線路側に伝搬されるエコー信号とに基づいて、前
記伝送信号に対する前記エコー信号の遅延時間TDを測
定し、 前記伝送信号をサンプリング間隔Tで順次サンプリング
して得たサンプリング結果xk-n,xk-n+1,・・・・,xk-2,
xk-1と、これらサンプリング結果に各々対応するとと
もに学習の収束速度を決定する係数αn,αn-1,・・・・,
α2,α1と、前記エコー信号とに基づいて所定の学習ア
ルゴリズムによりエコーパスの推定を行い、 前記エコー信号の波形に対応して前記係数αn,αn-1,・・
・・,α2,α1を設定することを特徴とするエコーパス推定
方法。 - 【請求項3】 請求項1に係るエコーキャンセラにおい
て、 前記疑似エコー生成手段は、前記エコー信号の包絡線に
沿って前記係数αn,αn-1,・・・・,α2,α1を設定すること
を特徴とするエコーキャンセラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11759194A JPH07303063A (ja) | 1994-05-07 | 1994-05-07 | エコーキャンセラおよびエコーパス推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11759194A JPH07303063A (ja) | 1994-05-07 | 1994-05-07 | エコーキャンセラおよびエコーパス推定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303063A true JPH07303063A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14715616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11759194A Withdrawn JPH07303063A (ja) | 1994-05-07 | 1994-05-07 | エコーキャンセラおよびエコーパス推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07303063A (ja) |
-
1994
- 1994-05-07 JP JP11759194A patent/JPH07303063A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |