JPS61264825A - 適応予測形デイジタルエコ−キヤンセラ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、４線電話回線と２線電話回線の変換部におい
て発生する回線エコーと会議電話又はノ・ンズフリーフ
ォンによる音響エコーとを共通的に除去し得る適応予測
形ディジタルエコーキャンセラの構成に関する。

（従来の技術） 第２図にエコーキャンセラの動作概念図を示す。

端子１−１の遠端から伝送された信号は、エコー径路１
−３において、その系の周波数特性の影響を受けた後エ
コー信号となって端子１−７の遠端に伝送される。エコ
ー径路１−３としては、伝送線路の４線−２線変換部に
おける回線エコー、あるいは、会議電話、ハンズフリー
フォン等の空間的な音響エコーが考えられる。エコーキ
ャンセラ１−２は、該エコーを消去する機能を有する。

端子１−１の送信側遠端信号は、エコーキャンセラ１−
２に入力される。エコーキャンセラ１−２は、適応予測
ディジタルフィルタで構成され、そのインノクルス応答
！　性が、エコー径路１−３のイン／’Ｐルス応答特性
に近似する様適応的に動作し、エコー信号に対する予測
信号を発生し、エコー径路１−３で発生したエコー信号
を、エコー除去用加算器１−６で消去する。

第２図に従来の適応形ディジタルエコーキャンセラの、
構成図を示す（例えば、ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩ
ＯＮＳＯＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ｃ０Ｍ−
２６［５）（１９７８）（米）　Ｐ、　６４７〜６５３
）。送信側遠端信号、（１）を離散的ディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器２−１、エコー消去のための予測
信号を発生する適応予測ディジタルフィルタ２−１２、
エコー信号ｙ　（ｔ）をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器２−５、該予測信号とエコー信号ｙ　（ｔ）を
加算する加算器２−６、エコー消去されたディジタル信
号をアナログ信号、　（１）に変換するＤ／Ａ変換器２
−８で構成される。２−９．２−１０．２−１１は端子
を示す。第３図中の適応予測ディジタルフィルタ２−１
２は、ＦＩＲフィルタで構成され、サンプル遅延器２−
２、タップ係数乗算器２−３、加算器２−４、タッグ係
数制御回路２−７で構成される。主起適応予測ディジタ
ルフィルタはトランス・々−サルフィルタであり、その
タップ数は消去すべきエコー径路のイン・々ルス応答時
間によって決定され、該フィルタのタップ数とエコー径
路のインパルス応答時間は、比例関係にある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記エコーキャンセラのトランスパーサ
ルフィルタは、上記の如く、消去すべきエコー径路のイ
ンパルス応答時間が長くなると、それに比例して、該フ
ィルタのタップ数が増大し、回路規模が大きくなると言
う問題点があった。

本発明は、エコー径路のインパルス応答時間に対する適
応予測ディジタルフィルタのタッグ数の増大の問題点を
除去し、エコー消去能力の優れた適応予測形ディジタル
エコーキャンセラを提供スる。

（問題点を解決するための手段） 本発明はエコー径路のイン・ぐルス応答特性を適応的に
推定する適応予測ディジタルフィルタと、受信入力信号
から擬似エコーを発生させエコー信号を含んだ信号から
エコー信号成分を除去する手段とを有する適応予測形デ
ィジタルエコーキャンセラにおいて、前記適応予測ディ
ジタルフィルタをＦＩＲ形フィルタとＩＩＲ形フィルタ
とで構成し、前記ＩＩＲ形フィルタの伝達関数を一組の
チェビシェフ関数からなる一対の２次従属回路で構成し
たことを特徴とする適応予測形ディジタルエコーキャン
セラである。

（作用） 前記適応予測ディジタルフィルタは零点を構成するＦＩ
Ｒ形フィルタと極を構成するＩＩＲ形フィルタで構成さ
れているが、該ＩＩＲ形フィルタを特に一組のチェビシ
ェフ関数からなる一対の２次従属回路で構成し、そのタ
ップ係数に対応するチェビシェフ関数の根を２平面上の
単位円上の相互位置関係が根の分離側を満足するよう監
視して安定に制御するものである。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す回路図であって、３−
１は、入出力端子、３−２は、送信側信号のＡ／Ｄ変換
器、３−３は、エコーを含んだ近端話者信号のＡ／Ｄ変
換器、３−４は、予測誤差信号のＤ／Ａ変換器、３−５
は、適応予測ディジタルフィルタの零点を構成するトラ
ンスパーサルフィルタ、３−６は、該ディジタルフィル
タの極をなすＩＩＲフィルタ、３−７は、３−５のトラ
ンスパーサルフィルタのタップ係数を制御する適応制御
回路、３−８は、ＩＩＲフィルタ３−６のタッグ係数を
制御する適応制御回路、３−９は、トランスパーサルフ
ィルタ３−５とＩＩＲフィルタ３−６の出力の加算器、
３−１０は、エコー信号とエコー消去信号を加算する加
算器である。以下第１図にもとづいてその動作を説明す
る。

送信側遠端話者から伝送された信号は、Ａ／Ｄ変換器３
−２でディジタル信号Ｘに変換され適応予測ディジタル
フィルタに入力される。適応予測ディジタルフィルタの
伝達関数は複素２領域の関数として次式で与えられる。

第１式において、Ｈ２（Ｚ）は適応予測ディジタルフィ
ルタの零点を構成トランスパーサルフィルタ３−５の伝
達関数でサンプル遅延器３−１２とタップ係数乗算器３
−１１と加算器３−１３とで構成され、その伝達関数は
任意次数Ｍに関して次式で与えられる。

ｂｉ、ｉ＝１〜Ｍ：タップ係数 第１式中におけるＨｐ　（ｚ）は、該ディジタルフィル
タの極を構成ＩＩＲフィルタ３−６の伝達関数でサンプ
ル遅延器、タッグ係数乗算器、加算器とで構成され、そ
の伝達関数は、任意の偶数次数Ｎに関して次式で与えら
れる。

ｄｉ＝２＠□□□νｉ 奇数次数Ｍに関して次式で与えられる。

３−５のトランスパーサルフィルタの出力３−１４と３
−６のＩＩＲフィルタの出力３−１５は、３−９の加算
器で加算されて適応予測ディジタル△ フィルタの予測出力ｙ（３−１６）を発生する。一方エ
コー径路よりのエコー信号は、Ａ／Ｄ変換器３−３でデ
ィジタル信号３−１７に変換され、加算△ 器３−１０で、予測出力ｙ３−１６と加算される。加算
器３−１３の出力ｅ（３−１８）は、エコー信号を除去
された残差信号でありＤ／Ａ変換器３−４でアナログ信
号に変換されて受信側遠端話者に伝送される。

トランスパーサルフィルタ３−５のタッグ係数の制御は
、適応制御回路３−７で行われる。該制御回路３−７は
、適応予測ディジタルフィルタの入力信号３−１９と残
差信号３−１８を入力信号としサンプル時刻ｋにおいて
次式の傾斜法に基づいた演算によって次サンプル時刻に
＋１”に対する新しいタップ係数ｂｉ、ｉ＝ｌ〜Ｍ　を
発生する。

ｂｉ（ｋ＋１）＝（１−δ）ｂｉ（ｋ）Ｉ−ｇ２（ｋ）
・ｅ（ｋ）・ｘ（ｋ−ｉ）　　α埠、ｉ＝１〜Ｍ ｇ（ｋ）＝α／、Σ　ｘ２（ｋ−ｉ）　　　　　　　　
　（２）ｚｌ＝１ 民 第１１←において、δは、誤った予測に対するタップ係
数を１ｅａｋする効果を有し定数として適切に設定され
ｂ又第１２式のαは定数であり、当初に設定される。

一方ＩＩＲフィルタ３−６のタッグ係数制御は、適応制
御回路３−８で行われる。該制御回路は、残差信号ｅ（
３−１８）とＩＩＲフィルタ出力端３−２０．３−２１
の信号を入力信号とし、サンプル時刻ｋにおいて次式の
傾斜法に基づいた演算によって次サンプル時刻］（＋１
に対する新しいタッグ係数を発生する。該ディジタルフ
ィルタの次数を偶数とすると、次式で与えられる。（奇
数次数の場合ｃ　ｉ（ｋ＋　１　）＝　ａｓωｉ　（ｋ
＋１　）　　、　ｉ　＝　１〜Ｎ／２　　　　　α→ｄ
ｉ（ｋ＋１）＝部νｉ（ｋ＋１）　　１ｉ＝１〜Ｎ／２
　　　　　αＱ第１３式、１５式におけるｄｉは、誤っ
た予測に対するタッグ係数を１ｅａｋする効果を有し、
定数として適切に設定する。αは、定数で当初に設定さ
れ、Ｎ／２は、ＩＩＲフィルタ３−６を構成している各
２次フィルタ回路の逆回路によって得られ、その構成を
第４図に示す。

ＩＩＲフィルタ３−６の安定性管理は、第４式、第５式
の係数ｃｉ（又はωｉ〕とｄｉ（又はνｉ）の分離則だ
けを逐次管理することによって保証される。

係数の分離剤による安定性管理は、第５図に示す如く、
ｃｉ、ｄｌは２千面上の実軸５−１上で、ｃｉ。

νｉは、単位円５−２上で交互に配列することを逐次管
理することによって行われる。

本実施例の具体的効果として、第６図に示したインパル
ス応答特性を有するエコー経路によるエコー信号を消去
するために必要な適応予測ディジタルフィルタのタップ
数を比較すると、第３図に示した従来方式では２００タ
ツゾ必要であシ、本発明による実施例では、ＦＩＲＩＩ
フイルタタップ、ＩＩＲＩＩフイルタツグで従来方式と
同等の性能が得られ、約５分の１に回路規模が縮少でき
る。

第７図に、第６図のエコー・インパルス応答特性に対す
る従来方式と本発明のによる実施例のエコー消去量特性
の比較を示す。縦軸７−１は、エコー消去量ＥＲＩ、Ｆ
、を示し、次式で定義される。

第８図は、本発明による実施例のＩＩＲフィルタの効果
を示す。図よりＩＩＲフィルタの効果が非常に大きいこ
とが明確である。

（発明の効果） 以上説明した様に、本発明は、適応ディジタルエコーキ
ャンセラの適応予測ディジタルフィルタをＦＩＲ形適応
ディジタルフィルタと逐次安定性が保証されるＩＩＲ形
適応ディジタルフィルタとで構成しており、ＩＩＲ形フ
ィルタの次数はＦＩＲフィルタの次数より小さい次数で
同一の性能を与える。

即ち本構成法を用いることにより、適応予測ディジタル
フィルタのタップ数を大巾に減少できエコーキャンセラ
の回路規模を細小できＬＳＩ化も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図はエコーキャ
ンセラの動作概念図、第３図は従来の適応形ディジタル
エコーキャンセラの構成図、第４図は実施例の適応制御
回路の構成図、第５図はＩＩＲフィルタの安全性管理の
説明図、第６図はエコー径路のインパルス応答例、第７
図は、エコー消去特性の効果を示す図、第８図は、本発
明の実施例によるＩＩＲフィルタの効果を示す図である
。 ３−１・・・入出力端子、３−２．３−３・・・Ａ／Ｄ
変換器、３−４・・・Ｄ／Ａ変換器、３−５・・・トラ
ンスパーサルフィルタ、３−６・・・ＩＩＲフィルタ、
３−７・・・トランスパーサルフィルタの適応制御回路
、３−８・・・ＩＩＲフィルタの適応制御回路、３−９
゜３−１０．３−１３・・・加算器、３−１１・・・タ
ップ係数乗算器、３−１２・・・サングル遅延器、３−
１４・・・トランスパーサルフィルタ予測出力信号、３
−１５・・・ＩＩＲフィルタ予測出力信号、３−１６・
・・適応予測ディジタルフィルタ出力信号、３−１７・
・・エコー信号のディジタル信号、３−１８・・・残差
信号、３−１９・・・入力信号、３−２０．３−２１・
・・適応制御回路用制御信号出力端子。 特許出願人　　　沖電気工業株式会社 エコー岑−ｆ＞ｔう。Ｔｈ４Ｐ￥１壬ｊ≧図第２Ｆ！！
Ｊ 大施伊１−通＆ル’Ｉｆ卸回ｗ？。槙へ国第４図 Ｔｌｍ・１ｍｍ　ｌ エコーｆ蛋賂のイ＞Ｊぐ１しスｌヒ？シイチリ第６図 ５−３慮軸 ＩＩＲフィルタ。安定・け菅Ｊ！、、、二免明図第５図 １、事件の表示 昭和６０年　特許　　　願第１０６１５６号２、発明の
名称 事件との関係　　　　　　　　特許用　願　人任　所（
〒１０５）　　東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号４、
代理人 住　所（〒１０５）　　東京都港区虎ノ門１丁目７番１
２号６、補正の内容 （１）明細書第３頁第６行目に「第２図」とあるのを 「第３図」と補正する。 （２）同書第７頁第２行目と第１０行目に「構成」とあ
るのを 「構成する」と補正する。 （３）同書第８頁下から５行目にｒ３−１３Ｊとあるの
を 「３−１０」と補正する。 （４）同書第１２頁第２０行目に「安全性管理」とある
のを 「安定性管理」と補正する。 （５）図面「第１図」「第３図」「第４図」「第５図」
を別紙の通シ補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エコー径路のインパルス応答特性を適応的に推定
   する適応予測ディジタルフィルタと、受信入力信号から
   擬似エコーを発生させエコー信号を含んだ信号からエコ
   ー信号成分を除去する手段とを有する適応予測形ディジ
   タルエコーキャンセラにおいて、 前記適応予測ディジタルフィルタをＦＩＲ形フィルタと
   ＩＩＲ形フィルタとで構成し、 前記ＩＩＲ形フィルタの伝達関数を一組のチェビシェフ
   関数からなる一対の２次従属回路で構成したことを特徴
   とする適応予測形ディジタルエコーキャンセラ。
2. （２）前記ＩＩＲ形フィルタの安定性制御を前記一組の
   チェビシェフ関数の根分離則によって制御する特許請求
   の範囲第１項記載の適応予測形ディジタルエコーキャン
   セラ。