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JPH07120972B2 - Eco-Cancer device - Google Patents
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JPH07120972B2 - Eco-Cancer device - Google Patents

Eco-Cancer device

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Publication number
JPH07120972B2
JPH07120972B2 JP61232435A JP23243586A JPH07120972B2 JP H07120972 B2 JPH07120972 B2 JP H07120972B2 JP 61232435 A JP61232435 A JP 61232435A JP 23243586 A JP23243586 A JP 23243586A JP H07120972 B2 JPH07120972 B2 JP H07120972B2
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JP
Japan
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echo
register
input
canceller
transfer function
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JP61232435A
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和則 猪飼
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電子会議システム等におけるマイク−スピー
カ間の音響結合によって生ずるハウリングを抑圧するた
めのエコーキャンセラ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an echo canceller device for suppressing howling caused by acoustic coupling between a microphone and a speaker in an electronic conference system or the like.

(従来の技術) 第4図は、電子会議システムに用いるエコーキャンセラ
装置の構成を示している。第4図において、1は受信入
力ディジタル信号入力端であり、D/A変換器2とエコー
キャンセラ7に接続され、D/A変換器2は、スピーカ3
に接続されている。4はマイクであり、A/D変換器5と
接続されている。エコーキャンセラ7は、入力端1と出
力端6およびD/A変換器2とA/D変換器5に接続されてい
る。なお、同図において、(1)は受信入力ディジタル
信号又は遠端入力ディジタル信号と呼ばれる信号であ
り、(2)はそのD/A変換出力である。これらは各々xj,
x(t)と表わすこととする。又、(3)はx(t)のエコー信
号、(4)は送話音及び室内音などからなる近端入力信
号、(5)は(3),(4)の和による送信入力信号で
あり、各々z(t),n(t),s(t)と表わすこととする。(6)
はs(t)のA/D変換出力、(7)は残留エコーで、これら
も各々sj,ejと表わすこととする。
(Prior Art) FIG. 4 shows a configuration of an echo canceller device used in an electronic conference system. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a reception input digital signal input terminal, which is connected to the D / A converter 2 and the echo canceller 7. The D / A converter 2 is a speaker 3
It is connected to the. A microphone 4 is connected to the A / D converter 5. The echo canceller 7 is connected to the input terminal 1, the output terminal 6, the D / A converter 2 and the A / D converter 5. In the figure, (1) is a signal called a reception input digital signal or a far end input digital signal, and (2) is its D / A conversion output. These are x j ,
It is represented as x (t) . Also, (3) is an echo signal of x (t) , (4) is a near-end input signal composed of a transmission sound and a room sound, and (5) is a transmission input signal obtained by the sum of (3) and (4). Yes, they are represented as z (t) , n (t) , and s (t) , respectively. (6)
Is the A / D conversion output of s (t) , and (7) is the residual echo, which are also expressed as s j and e j , respectively.

次に、上記の動作について説明する。遠端入力xjは、D/
A変換されx(t)となるが、マイク−スピーカ間の音響結
合により、その一部がエコーz(t)として送信側へ漏れ
る。一方、送信側へは近端入力n(t)も重畳されるので、
結局s(t)=z(t)+n(t)をA/D変換したsjが得られる。こ
れに対しエコーキャンセラは、下記式(1),(2)に
示すような学習同定法により、エコーパスのインパルス
応答を逐次推定し、一方ではその推定インパルス応答を
用いてエコー成分を消去する。
Next, the above operation will be described. Far-end input x j is D /
A-converted to x (t) , but due to acoustic coupling between the microphone and speaker, part of it leaks to the transmitting side as echo z (t) . On the other hand, since the near-end input n (t) is also superimposed on the transmitting side,
After all, s j obtained by A / D converting s (t) = z (t) + n (t) is obtained. On the other hand, the echo canceller sequentially estimates the impulse response of the echo path by the learning identification method as shown in the following equations (1) and (2), and on the other hand, cancels the echo component using the estimated impulse response.

ej=sj−Xj THj (1) ここで、 Hj=(h0 jh1 j…hN-1 jは時刻jにおける推定インパ
ルス Xj=(xjxj…xj-N-1は時刻jにおける受信入力列 であり、Nはエコーパスのインパルス応答長に相当する
サンプリング数である。
e j = s j −X j T H j (1) Where H j = (h 0 j h 1 j … h N-1 j ) T is the estimated impulse at time j X j = (x j x j … x jN-1 ) T is the received input sequence at time j Yes, N is the number of samplings corresponding to the impulse response length of the echo path.

すなわち、従来のエコーキャンセラ装置は、受信入力列
n(t)およびエコー列z(t)から伝達関数を推定し、この推
定された伝達関数と受信入力列およびエコー列とのたた
み込み演算を行うことによって疑似エコーが演算され、
エコーから疑似エコーを引いて残留エコーとしていた。
That is, the conventional echo canceller device is
Pseudo echo is calculated by estimating the transfer function from n (t) and the echo train z (t) and performing a convolution operation of the estimated transfer function with the reception input train and the echo train,
A pseudo echo was subtracted from the echo to obtain a residual echo.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来のエコーキャンセラ装置は、エ
コーパスのインパルス応答長が長くなると、エコーを消
去するために要する収束時間も長くなるため、始動時及
びエコーパスの特性変化時には十分にエコーを消去でき
なくなるという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional echo canceller device, when the impulse response length of the echo path becomes longer, the convergence time required for canceling the echo also becomes longer, so that the characteristics change at the time of starting and the echo path. Sometimes there was a problem that the echo could not be canceled sufficiently.

本発明は、このような従来の問題を解決するものであ
り、第1のエコーキャンセラだけでは、インパルス応答
を推定する場合、収束速度が大きくなり、推定誤差及び
近似誤差が生じるため、これらを第2のエコーキャンセ
ラで補正する優れたエコーキャンセラ装置を提供するも
のである。
The present invention solves such a conventional problem, and when the impulse response is estimated only by the first echo canceller, the convergence speed becomes large, and an estimation error and an approximation error occur. The present invention provides an excellent echo canceller device that is corrected by the second echo canceller.

また、本発明は、性質の異なった二つのエコーキャンセ
ラを組合すことにより、インパルス応答長が長く特性変
化が頻繁に生じても、エコーパスに対して高速に追随
し、エコーを消去する優れたエコーキャンセラ装置を提
供することを目的とする。
Further, the present invention combines two echo cancellers having different characteristics, so that even if the impulse response length is long and the characteristic changes frequently, it is an excellent echo that follows the echo path at high speed and cancels the echo. It is an object to provide a canceller device.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、エコーパスのイ
ンパルス応答を、極を有する離散系の伝達関数で近似
し、その係数を受信入力列およびエコー列から推定する
第1手段と、この第1手段で推定した伝達関数と受信入
力列およびエコー列とのたたみ込み演算により疑似エコ
ーを計算し、エコーから引くことにより第1の残留エコ
ーを発生させる第2手段とを有する第1のエコーキャン
セラ、およびこの第1のエコーキャンセラを含めたエコ
ーパスのインパルス応答を受信入力列と第1の残留エコ
ーから推定する第3手段と、この第3手段で推定した推
定インパルス応答と受信入力列とのたたみ込み演算によ
り疑似エコーを計算し、第1の残留エコーより引くこと
により第2の残留エコーを発生させる第4手段とを有す
る第2のエコーキャンセラを備え、前記第1のエコーキ
ャンセラと前記第2のエコーキャンセラとを縦続接続
し、始動時およびエコーパスの特性変化時は収束速度の
大きい前記第1のエコーキャンセラがエコーパスの伝達
関数を近似,推定し、さらに前記第2のエコーキャンセ
ラが前記第1のエコーキャンセラの近似および推定誤差
を補正し、エコー遅延が大きくかつエコーパス変化が頻
繁に生じる系に対しても追従してエコーの消去を可能に
したことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention approximates an impulse response of an echo path with a transfer function of a discrete system having poles, and calculates its coefficient from a reception input sequence and an echo sequence. A first means for estimating, a pseudo echo is calculated by a convolution operation of the transfer function estimated by the first means, the reception input sequence and the echo sequence, and a second residual echo is generated by subtracting the pseudo echo from the echo. And a third means for estimating an impulse response of an echo path including the first echo canceller from the received input sequence and the first residual echo, and an estimation estimated by the third means. A fourth echo for generating a second residual echo by calculating a pseudo echo by a convolution operation of the impulse response and the received input sequence and subtracting the pseudo echo from the first residual echo Means for connecting the first echo canceller and the second echo canceller in cascade connection, and the first echo canceller having a large convergence speed at the time of start-up and when the characteristics of the echo path change. Also approximates and estimates the transfer function of the echo path, and further the second echo canceller corrects the approximation and estimation error of the first echo canceller, and even for a system in which the echo delay is large and the echo path changes frequently. It is characterized in that the echo can be erased by following it.

(作 用) 本発明は、上記のような構成により、次のような作用を
有する。すなわち、始動時及び反響路特性変化時には、
第1のエコーキャンセラがエコーパスのインパルス応答
を、極を有する伝達関数の形に近似し、推定するため、
通常のインパルス応答を推定するエコーキャンセラより
も数倍速くエコーを消去できるという効果を有する。
(Operation) The present invention having the above-mentioned configuration has the following operations. That is, at start-up and when the echo path characteristics change,
Since the first echo canceller approximates and estimates the impulse response of the echo path in the form of a transfer function with poles,
It has the effect that the echo can be canceled several times faster than the echo canceller that estimates the normal impulse response.

さらに、本発明は、第2のエコーキャンセラにより、第
1のエコーキャンセラの近似,推定誤差を補正し、エコ
ーを消去する。従って、反響時間が長く、特性変動が頻
繁なエコーパスに対しても高速に追随してエコーを消去
してゆくことができるという効果を有する。
Further, according to the present invention, the second echo canceller corrects the approximation and estimation errors of the first echo canceller and cancels the echo. Therefore, there is an effect that the echo can be erased by following the echo path at high speed even if the echo path has a long reverberation time and the characteristic changes frequently.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例の構成を示すものである。
第1図において、1は受信入力ディジタル信号の入力端
であり、D/A変換器2,エコーキャンセラ7と8に接続さ
れている。3はスピーカであり、D/A変換器2と接続さ
れている。前記第1のエコーキャンセラ7は、D/A変換
器2とA/D変換器5および第2のエコーキャンセラ8に
接続されている。前記第2のエコーキャンセラ8は、入
力端1,出力端6と第1のエコーキャンセラ7に接続され
ている。なお、以後前記第1及び第2のエコーキャンセ
ラを各々EC1及びEC2と呼ぶことにする。
(Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an input end of a received input digital signal, which is connected to the D / A converter 2 and the echo cancellers 7 and 8. Reference numeral 3 is a speaker, which is connected to the D / A converter 2. The first echo canceller 7 is connected to the D / A converter 2, the A / D converter 5 and the second echo canceller 8. The second echo canceller 8 is connected to the input terminal 1, the output terminal 6 and the first echo canceller 7. The first and second echo cancellers will be referred to as EC1 and EC2, respectively.

なお、同図において、(1)は受信入力ディジタル信号
xjであり、(2)はそのD/A変換出力x(t)である。
(3)はD/A変換出力x(t)によるエコーz(t)であり、
(4)は近端入力n(t)、(5)はエコーz(t)(3)と近
端入力n(t)(4)の和による送信入力s(t)である。
(6)は送信出力s(t)のA/D変換出力sjである。又、
(7)はEC1がA/D変換出力sjよりエコーを除去した残留
エコーであり、ej 1と表わすことにする。(8)はEC2が
ej 1よりさらに遅延の大きなエコー成分を除去した残留
エコーであり、これをej 2と表わすこととする。(9)
はEC2が近端入力を検出したことを示す信号で、tjと表
わすこととする。
In the figure, (1) is the received input digital signal
x j , and (2) is the D / A conversion output x (t) .
(3) is the echo z (t) due to the D / A conversion output x (t) ,
(4) is the near-end input n (t) , and (5) is the transmission input s (t) which is the sum of the echo z (t) (3) and the near-end input n (t) (4).
(6) is the A / D conversion output s j of the transmission output s (t) . or,
(7) is the residual echo obtained by removing the echo from the A / D conversion output s j by EC1, and is expressed as e j 1 . EC8 is (8)
It is a residual echo obtained by removing an echo component having a larger delay than e j 1 , and this will be referred to as e j 2 . (9)
Is a signal indicating that EC2 has detected a near-end input, and will be expressed as t j .

第2図は、EC1の構成を示すものである。第2図におい
て、11はxjの入力端であり、受信出力端12,受信入力用
シフトレジスタ13,送受信入力2乗ノルム演算器19,パワ
ー演算器34,制御回路37に接続されている。12はxjの出
力端であり、受信入力端11,受信入力用シフトレジスタ1
3,送受信入力2乗ノルム演算器19,パワー演算器34,制御
回路37に接続されている。13は受信入力列を記憶するた
めのワードシフトレジスタであり、積和演算器14,推定
伝達関数分子係数用補正レジスタ18と接続されている。
なお、シフトレジスタ13をXjM 2と表わすことにする。
14は積和演算器であり、受信入力用シフトレジスタ13,
推定伝達関数分子係数用レジスタ16,加算器17,28に接続
されている。16は推定伝達関数分子係数Bjを記憶するた
めのレジスタであり、積和演算器14,推定伝達関数分子
係数用退避レジスタ15,加算器17に接続されている。15
はBjの退避用レジスタであり、推定伝達関数分子係数用
レジスタ16に接続されている。17は加算器であり、積和
演算器14,推定伝達関数分子係数用レジスタ16,推定伝達
関数分子係数用補正レジスタ18に接続されている。18は
Bj補正用レジスタΔBjであり、受信入力用シフトレジス
タ13,加算器17,送受信入力2乗ノルム演算器19,伝達関
数分母係数補正用レジスタ27に接続されている。20はEC
1の残留エコーej 1の入力端であり、送受信入力2乗ノル
ム演算器19,1サンプル遅延回路21,減算器29,パワー演算
器30,制御回路37に接続されている。1サンプル遅延回
路21は、送信入力端20,送信入力用シフトレジスタ22,減
算器29,パワー演算器30,制御回路37に接続されている。
送信入力用シフトレジスタ22は、ej 1入力列を記憶する
ためのワードレジスタであり、1サンプル遅延回路21,
積和演算器23,伝達関数分母係数補正用レジスタ27に接
続されている。積和演算器23は、送信入力用シフトレジ
スタ22,伝達関数分母係数用レジスタ25,加算器26,28に
接続されている。24は退避用レジスタで、伝達関数分母
係数用レジスタ25に接続されている。伝達関数分母係数
用レジスタ25は、推定伝達関数の分母の係数Ajを記憶す
るためのレジスタであり、積和演算器23,加算器26に接
続されている。加算器26は、積和演算器23,伝達関数分
母係数用レジスタ25,伝達関数分母係数補正用レジスタ2
7に接続されている。伝達関数分母係数補正用レジスタ2
7は、Aj補正用レジスタΔAjであり、推定伝達関数分子
係数用補正レジスタ#18,送受信入力2乗ノルム演算器1
9,送信入力用シフトレジスタ22,加算器26に接続されて
いる。加算器28は、積和演算器14,23,IIR型エコーキャ
ンセラディスエーブルスイッチ36に接続されている。減
算器29は、送信入力2乗ノルム演算器19,送信入力端20,
1サンプル遅延回路21,パワー演算器30,33,送信出力端3
5,IIR型エコーキャンセラディスエーブルスイッチ36,制
御回路37に接続されている。パワー演算器30は、ej 1
パワーEPj 1を計算する演算器であり、送受信入力2乗ノ
ルム演算器19,送信入力端20,1サンプル遅延回路21,減算
器29,退避用レジスタ31,制御回路37に接続されている。
31はEPj 1の退避用レジスタEPM 1であり、パワー演算器3
0,制御回路37に接続されている。33はEC2の残留エコーe
j 2のパワーEPj 2を計算する演算器であり、減算器29,退
避用レジスタ32,送信出力端35,制御回路37に接続されて
いる。32はEPj 2の退避用レジスタEPM 2であり、パワー演
算器33,制御回路37に接続されている。34はxj-M+1のパ
ワーXpj-M+1を計算するための演算器であり、受信入力
端11,受信出力端12,受信入力用シフトレジスタ13,送受
信入力2乗ノルム演算器19,制御回路37に接続されてい
る。35はej 2の出力端であり、減算器29,パワー演算器3
3,制御回路37に接続されている。36はEC1をディスエー
ブルとするスイッチであり、加算器28,減算器29に接続
されている。
FIG. 2 shows the configuration of EC1. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes an input end of x j , which is connected to the reception output end 12, the reception input shift register 13, the transmission / reception input squared norm calculator 19, the power calculator 34, and the control circuit 37. 12 is an output terminal of x j , and is a reception input terminal 11, a reception input shift register 1
3, connected to the transmission / reception input square norm calculator 19, the power calculator 34, and the control circuit 37. Reference numeral 13 is a word shift register for storing the received input sequence, which is connected to the product-sum calculator 14 and the estimated transfer function numerator coefficient correction register 18.
The shift register 13 is represented by X j −M 2 .
14 is a sum-of-products calculator, which is a shift register for receiving inputs 13,
It is connected to the estimated transfer function numerator coefficient register 16 and the adders 17 and 28. Reference numeral 16 is a register for storing the estimated transfer function numerator coefficient B j , which is connected to the product-sum calculator 14, the estimated transfer function numerator coefficient save register 15, and the adder 17. 15
Is a save register for B j , and is connected to the estimated transfer function numerator coefficient register 16. An adder 17 is connected to the product-sum calculator 14, the estimated transfer function numerator coefficient register 16, and the estimated transfer function numerator coefficient correction register 18. 18 is
B j correction register ΔB j, which is connected to the reception input shift register 13, the adder 17, the transmission / reception input square norm calculator 19, and the transfer function denominator coefficient correction register 27. 20 is EC
It is an input terminal of the residual echo e j 1 of 1 , and is connected to the transmission / reception input square norm calculator 19, 1-sample delay circuit 21, subtractor 29, power calculator 30, and control circuit 37. The one-sample delay circuit 21 is connected to the transmission input terminal 20, the transmission input shift register 22, the subtractor 29, the power calculator 30, and the control circuit 37.
The transmission input shift register 22 is a word register for storing the e j 1 input sequence, and the 1-sample delay circuit 21,
It is connected to the product-sum calculator 23 and the transfer function denominator coefficient correction register 27. The product-sum calculator 23 is connected to the transmission input shift register 22, the transfer function denominator coefficient register 25, and the adders 26 and 28. Reference numeral 24 is a save register, which is connected to the transfer function denominator coefficient register 25. The transfer function denominator coefficient register 25 is a register for storing the coefficient A j of the denominator of the estimated transfer function, and is connected to the product-sum calculator 23 and the adder 26. The adder 26 includes a product-sum calculator 23, a transfer function denominator coefficient register 25, and a transfer function denominator coefficient correction register 2
Connected to 7. Transfer function denominator coefficient correction register 2
Reference numeral 7 denotes an A j correction register ΔA j, which is an estimated transfer function numerator coefficient correction register # 18, and a transmission / reception input square norm calculator 1
9, connected to the transmission input shift register 22 and the adder 26. The adder 28 is connected to the product-sum calculators 14, 23 and the IIR type echo canceller disable switch 36. The subtractor 29 includes a transmission input square norm calculator 19, a transmission input terminal 20,
1-sample delay circuit 21, power calculators 30, 33, transmission output terminal 3
5, connected to the IIR type echo canceller disable switch 36 and the control circuit 37. The power calculator 30 is a calculator that calculates the power E Pj 1 of e j 1 , and includes a transmission / reception input square norm calculator 19, a transmission input terminal 20, a 1-sample delay circuit 21, a subtractor 29, and a save register 31. It is also connected to the control circuit 37.
31 is a save register E PM 1 for E Pj 1 and is used by the power calculator 3
0, connected to control circuit 37. 33 is the residual echo of EC2 e
It is an arithmetic unit for calculating the power E Pj 2 of j 2 , and is connected to the subtracter 29, the save register 32, the transmission output terminal 35, and the control circuit 37. Reference numeral 32 denotes a save register E PM 2 for E Pj 2 , which is connected to the power calculator 33 and the control circuit 37. 34 is an arithmetic unit for calculating the power X pj-M + 1 of x j-M + 1 , including a reception input end 11, a reception output end 12, a reception input shift register 13, and a transmission / reception input squared norm calculator 19, connected to control circuit 37. 35 is the output end of e j 2 , which is the subtractor 29 and the power calculator 3
3, connected to the control circuit 37. Reference numeral 36 is a switch for disabling EC1, which is connected to the adder 28 and the subtractor 29.

制御回路37は、推定伝達関数分子係数用補正レジスタ1
8,伝達関数分母係数補正用レジスタ27の値のセットおよ
び推定伝達関数分子係数用退避レジスタ15−推定伝達関
数分子係数用レジスタ16間、伝達関数分母係数用退避レ
ジスタ24−伝達関数分母係数用レジスタ25間、パワー演
算器30−退避用レジスタ31間、退避用レジスタ32−パワ
ー演算器33間のデータ転送制御および36のスイッチの切
換等の制御を行う回路であり、受信入力端11,受信出力
端12,受信入力用シフトレジスタ13,送受信入力2乗ノル
ム演算器19,送信入力端20,1サンプル遅延回路21,減算器
29,パワー演算器30,退避用レジスタ31,32,パワー演算器
33,34,送信出力端35,FIR型エコーキャンセラによる近端
入力検出信号入力端38に接続されている。近端入力検出
信号入力端38は、tjの入力端であり、制御回路37に接続
されている。
The control circuit 37 uses the correction register 1 for the estimated transfer function numerator coefficient.
8, transfer function denominator coefficient correction register 27 value set and estimated transfer function numerator coefficient save register 15-estimated transfer function numerator coefficient register 16 between, transfer function denominator coefficient save register 24-transfer function denominator coefficient register 25, between the power calculator 30 and the save register 31, and between the save register 32 and the power calculator 33, and is a circuit for controlling the switching of the switch of 36, the receiving input terminal 11, the receiving output. Terminal 12, reception input shift register 13, transmission / reception input squared norm calculator 19, transmission input terminal 20, 1-sample delay circuit 21, subtractor
29, power calculator 30, save registers 31, 32, power calculator
33, 34, a transmission output end 35, and a near end input detection signal input end 38 by a FIR type echo canceller. The near-end input detection signal input end 38 is an input end of t j and is connected to the control circuit 37.

第3図は、EC2の構成を示すものである。第3図におい
て、41はxjの入力端であり、受信入力用シフトレジスタ
42,受信入力2乗ノルム演算器50,パワー演算器45,制御
回路57に接続されている。42は受信入力列を記憶するた
めのワードシフトレジスタであり、積和演算器43,推定
インパルス補正用レジスタ49に接続されている。なお、
受信入力用シフトレジスタ42をXj 1と表わすこととす
る。積和演算器43は、受信入力用シフトレジスタ42,減
算器45,推定インパルス用レジスタ47,加算器48に接続さ
れている。44はsjの入力端であり、減算器45,パワー演
算器51,制御回路57にに接続されている。減算器45は、
送信入力端44,パワー演算器51,パワー演算器54,残留エ
コー出力端56に接続されている。47は推定インパルス応
答Hj 1を記憶するレジスタであり、積和演算器43,推定イ
ンパルス用退避レジスタ46,加算器48に接続されてい
る。推定インパルス用退避レジスタ46は、Hj 1の退避用
レジスタHM 1であり、推定インパルス用レジスタ47に接
続されている。加算器48は、積和演算器43,推定インパ
ルス用レジスタ47,推定用インパルス補正用レジスタ49
に接続されている。49はHj 1補正用レジスタΔHj 1であ
り、受信入力用シフトレジスタ42,加算器48,受信入力2
乗ノルム演算器50に接続されている。受信入力2乗ノル
ム演算器50は、Xj 1の2乗ノルム演算器であり、受信入
力端41,受信入力用シフトレジスタ42,推定インパル補正
用レジスタ49,パワー演算器55,制御回路57に接続されて
いる。51はSjのパワーSPjを計算する演算器であり、送
信入力端44,減算器45,退避用レジスタ52,制御回路57に
接続されている。52はSPjの退避用レジスタSPMであり、
パワー演算器51,制御回路57に接続されている。54はEC1
による残留エコーej 1のパワーEPj 1を計算する演算器で
あり、減算器45,退避用レジスタ53,残留エコー出力端5
6,制御回路57に接続されている。53はEPj 1の退避用レジ
スタEPM 1であり、制御回路57,パワー演算器54に接続さ
れている。55はXjのパワーXPj 1を計算する演算器であ
り、受信入力端41,受信入力用シフトレジスタ42,受信入
力2乗ノルム演算器50,制御回路57に接続されている。5
6はej 1の出力端であり、減算器45,パワー演算器54,制御
回路57に接続されている。57は推定インパルス補正用レ
ジスタ49の値のセットおよび推定インパルス用退避レジ
スタ46−推定インパルス用レジスタ47間、パワー演算器
51−退避用レジスタ52間、退避用レジスタ53−パワー演
算器54間のデータ転送制御等の制御を行う回路であり、
受信入力端41,受信入力用シフトレジスタ42,送信入力端
44,減算器45,受信入力2乗ノルム演算器50,パワー演算
器51,退避用レジスタ52,53,パワー演算器54,55,近端入
力検出信号出力端58に接続されている。また、近端入力
検出信号出力端58は、EC1が近端入力n(t)を検出したこ
とを示す信号tjの出力端であり、制御回路57に接続され
ている。
FIG. 3 shows the configuration of EC2. In FIG. 3, 41 is an input terminal of x j , and is a shift register for reception input.
42, the reception input square norm calculator 50, the power calculator 45, and the control circuit 57. Reference numeral 42 is a word shift register for storing the received input sequence, which is connected to the product-sum calculator 43 and the estimated impulse correction register 49. In addition,
The reception input shift register 42 is represented as X j 1 . The product-sum calculator 43 is connected to the reception input shift register 42, the subtractor 45, the estimated impulse register 47, and the adder 48. 44 is an input terminal of s j and is connected to the subtractor 45, the power calculator 51, and the control circuit 57. The subtractor 45 is
It is connected to the transmission input terminal 44, the power calculator 51, the power calculator 54, and the residual echo output terminal 56. 47 is a register for storing the estimated impulse response H j 1 , which is connected to the product-sum calculator 43, the estimated impulse save register 46, and the adder 48. Estimated impulse save register 46 is retracted register H M 1 of H j 1, is connected to the estimated impulse register 47. The adder 48 includes a product-sum calculator 43, an estimated impulse register 47, and an estimated impulse correction register 49.
It is connected to the. 49 is a register for H j 1 correction ΔH j 1, which is a shift register for reception input 42, an adder 48, a reception input 2
It is connected to the power norm calculator 50. The reception input square norm calculator 50 is a square norm calculator of X j 1 , and includes a reception input terminal 41, a reception input shift register 42, an estimated impulse correction register 49, a power calculator 55, and a control circuit 57. It is connected. Reference numeral 51 is an arithmetic unit for calculating the power S Pj of S j , which is connected to the transmission input terminal 44, the subtractor 45, the save register 52, and the control circuit 57. 52 is a save register S PM for S Pj ,
It is connected to the power calculator 51 and the control circuit 57. 54 is EC1
Is a computing unit for calculating the power E Pj 1 of the residual echo e j 1 by the subtractor 45, the save register 53, the residual echo output terminal 5
6, connected to the control circuit 57. 53 is a save register E PM 1 for E Pj 1 and is connected to the control circuit 57 and the power calculator 54. Reference numeral 55 denotes an arithmetic unit for calculating the power X Pj 1 of X j , which is connected to the reception input terminal 41, the reception input shift register 42, the reception input squared norm calculator 50, and the control circuit 57. Five
Reference numeral 6 denotes an output terminal of e j 1 , which is connected to the subtractor 45, the power calculator 54, and the control circuit 57. 57 is a set of values of the estimated impulse correction register 49, and the estimated impulse save register 46-estimated impulse register 47, and a power calculator.
51-saving register 52, a circuit for performing control such as data transfer control between the saving register 53-power calculator 54,
Reception input terminal 41, reception input shift register 42, transmission input terminal
44, subtractor 45, reception input square norm calculator 50, power calculator 51, save registers 52, 53, power calculators 54, 55, near-end input detection signal output end 58. The near-end input detection signal output end 58 is an output end of the signal t j indicating that the EC1 has detected the near-end input n (t) , and is connected to the control circuit 57.

次に、上記動作例について説明する。上記実施例の第1
図において、EC1はマイク−スピーカ間の音響結合の伝
達関数を B(z)=b0+b1Z-1+…+bN-1Z-N+1 A(z)= a1Z-1+…+aM-1Z-M+1 の形で近似する。ここで、この伝達関数は極を有してい
るため、上記A(z),B(z)の係数を推定する方がイ
ンパルス応答を推定する場合に比較して収束速度が大き
く、エコーパスのインパルス応答長が長い場合にも、そ
の特性変化に高速に追随可能なエコー消去装置を実現で
きる。又、EC2はEC1における近似誤差,推定誤差を補正
するためのものであり、EC1に対して収束速は小さい
が、精度のよい推定とエコー消去を行う。
Next, the above operation example will be described. First of the above embodiment
In the figure, EC1 is the transfer function of the acoustic coupling between the microphone and the speaker. B (z) = b 0 + b 1 Z -1 + ... + b N-1 Z -N + 1 A (z) = a 1 Z -1 + ... approximated by + a M-1 Z -M + 1 form. Here, since this transfer function has a pole, the convergence speed is higher when the coefficients of A (z) and B (z) are estimated than when the impulse response is estimated, and the impulse of the echo path is increased. Even if the response length is long, it is possible to realize an echo canceller capable of following the characteristic change at high speed. EC2 is for correcting the approximation error and the estimation error in EC1, and although the convergence speed is smaller than EC1, accurate estimation and echo cancellation are performed.

上記実施例の第2図は、第1図におけるEC1の機能ブロ
ック図である。上記のような動作を行うEC1の演算は式
(4),(5),(6)のようになる。
FIG. 2 of the above embodiment is a functional block diagram of EC1 in FIG. The calculation of EC1 that performs the above-described operation is as in equations (4), (5), and (6).

ej=ej 1−Xj 2TBj−Ej-1 1Aj (4) ここで、 Xj-M 2=(xjxj……xj Ej1 1=(ej-1 1……ej 1 なお、式(4),(5),(6)の収束性,安定性は既
に証明されており、公知である。第2図において、積和
演算器14と23及び加算器28,減算器29は、上記の式
(4)を実行し、残留エコーejを出力端35に出力する。
補正用レジスタ18は式(5)右辺第2項を計算したもの
であり、加算器17により式(5)が実行される。又、補
正用レジスタ27は式(6)右辺第2項を計算したもので
あり、加算器26により式(6)が実行される。一方、EC
2の制御回路57は、EC1と同様にej 1のパワー演算器51,そ
の退避用レジスタ52,ej 2のパワー演算器54,その退避用
レジスタ53のパワー比較により近端入力を検出する。但
し、EC1は、EC1,EC2のいずれかが近端入力を検出した時
は、スイッチ36によりその動作がディスエーブルする。
このため、近端入力が検出された時は、エコー消去は行
われなくなるが、遠端入力がない場合は元々エコーを生
じないので問題はない。エコー消去のディスエーブルが
影響するのは、遠端入力,近端入力が共に加わる場合及
びハウリング時であるが、このうち前者の場合は頻度が
少ないので考慮しなくてよい。又、後者の場合は、本装
置が暴走した場合に相当しており、他のハウリング検出
器を設けてリセットをしなければならない。
e j = e j 1 −X j 2T B j −E j-1 1 A j (4) here, X jM 2 = (x j x j ...... x j) T E j - 1 1 = (e j-1 1 ...... e j 1) T Note that equation (4), the convergence of (5), (6) Sex and stability have already been proved and are publicly known. In FIG. 2, the product-sum calculators 14 and 23, the adder 28, and the subtracter 29 execute the above equation (4) and output the residual echo e j to the output end 35.
The correction register 18 calculates the second term on the right side of the equation (5), and the adder 17 executes the equation (5). Further, the correction register 27 is the one that calculates the second term on the right side of the equation (6), and the equation (6) is executed by the adder 26. On the other hand, EC
The control circuit 57 of 2 detects the near-end input by power comparison of the power calculator 51 of e j 1 , the save register 52 thereof, the power calculator 54 of e j 2 and the save register 53 thereof, as in EC1. . However, the operation of EC1 is disabled by the switch 36 when either EC1 or EC2 detects a near-end input.
Therefore, when the near-end input is detected, echo cancellation is not performed, but when there is no far-end input, no echo is originally generated, so there is no problem. Disabling of echo cancellation affects when both the far-end input and the near-end input are added and at the time of howling. Of these, the former case is infrequent and need not be considered. In the latter case, this device corresponds to a runaway, and another howling detector must be provided for resetting.

上記実施例の第3図は、第1図におけるEC2の機能ブロ
ック図である。上記のような動作を行うEC2の演算は式
(7),(8)のようになる。
FIG. 3 of the above embodiment is a functional block diagram of the EC2 in FIG. The calculation of EC2 for performing the above operation is as shown in equations (7) and (8).

ej 1=sj−Xj 1T・H1j (7) ここで、 第3図において、積和演算器43と減算器45は上記の式
(7)を実行し、第1の残留エコーej 1を出力端56に出
力するものである。又、補正用レジスタ49は式(8)の
右辺第2項を計算したものであり、加算器48により式
(8)が実行される。一方、制御回路57は、打消量の変
化をパワーSPj演算器51,その退避用レジスタ52,パワーE
pj 1演算器54,その退避用レジスタ53のパワー比較により
近端入力を検出し、検出した場合は上記式(8)に示さ
れる推定演算を停止すると共に、検出フラグtj=1を出
力端58に出力し、EC1の入力端38に入力する。
e j 1 = s j −X j 1T・ H 1j (7) here, In FIG. 3, the product-sum calculator 43 and the subtractor 45 execute the above equation (7) and output the first residual echo e j 1 to the output end 56. Further, the correction register 49 is the one that calculates the second term on the right side of the equation (8), and the equation (8) is executed by the adder 48. On the other hand, the control circuit 57 uses the power SPj calculator 51, its save register 52, and power E
The near-end input is detected by comparing the powers of the pj 1 calculator 54 and its save register 53, and if detected, the estimation calculation shown in the above equation (8) is stopped and the detection flag t j = 1 is output. It is output to 58 and input to the input terminal 38 of EC1.

このように、上記実施例によれば、エコーパスの伝達関
数を式(3)の形で推定して行くので、インパルス応答
長が長く、特性変化が頻繁なエコーパスに対しても高速
に追随し、エコーを消去して行くことができる。
As described above, according to the above-described embodiment, since the transfer function of the echo path is estimated in the form of the equation (3), it follows the echo path having a long impulse response length and frequent characteristic changes at high speed. You can erase the echo and go on.

又、ダブルトーク時では、エコーキャンセラをディスエ
ーブルしなければならないが、このように時間は、比率
が少なく問題はないと考えられる。
Also, the echo canceller must be disabled during double talk, but it is considered that there is no problem with the ratio of time as described above.

なお、本発明は、周知のディジタルフィルタの技術を使
い、比較的簡単なLSIで構成することができるのであ
り、第2図及び第3図に示した構成だけに限定するもの
ではない。
The present invention can be configured by a relatively simple LSI by using the well-known digital filter technique, and is not limited to the configurations shown in FIGS. 2 and 3.

(発明の効果) 本発明は、インパルス応答を推定する場合、収束速度が
大きい第1のエコーキャンセラと、収束速度は小さく、
精度の高い第2のエコーキャンセラとを組合すことによ
って、反響路の特性変化に対して高速で追随が可能とな
り、エコーを消去することができる。
(Effects of the Invention) In the present invention, when estimating an impulse response, the first echo canceller having a high convergence speed, and the convergence speed being low,
By combining with a highly accurate second echo canceller, it is possible to follow the change in the characteristics of the echo path at high speed, and it is possible to cancel the echo.

本発明は、上記のような性質の異なった二つのエコーキ
ャンセラを組合すことによって、推定誤差及び近似誤差
を補正してエコーを消去することができる。
The present invention can cancel the echo by correcting the estimation error and the approximation error by combining the two echo cancellers having different properties as described above.

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

第1図は本発明の一実施例におけるシステムブロック
図、第2図は本発明の一実施例で用いる前記第1のエコ
ーキャンセラの機能ブロック図、第3図は本発明の一実
施例で用いる前記第2のエコーキャンセラの機能ブロッ
ク図、第4図はエコーキャンセラ装置における従来例の
概略ブロック図である。 第1図において: 1……受信入力端、2……D/A変換器、3……スピー
カ、4……マイク、5……A/D変換器、6……送信出力
端、7……第1のエコーキャンセラ、8……第2のエコ
ーキャンセラ。 第2図において: 11……受信入力端、12……受信出力端、13……受信入力
用シフトレジスタ、14……積和演算器、15……推定伝達
関数分子係数用退避レジスタ、16……推定伝達関数分子
係数用レジスタ、17……加算器、18……推定伝達関数分
子係数用補正レジスタ、19……送受信入力2乗ノルム演
算器、20……送信入力端、21……1サンプル遅延回路、
22……送信入力用シフトレジスタ、23……積和演算器、
24……伝達関数分母係数用退避レジスタ、25……伝達関
数分母係数用レジスタ、26……加算器、27……伝達関数
分母係数補正用レジスタ、28……加算器、29……減算
器、30……パワー演算器、31……退避用レジスタ、32…
…退避用レジスタ、33……パワー演算器、34……パワー
演算器、35……送信出力端、36……IIR型エコーキャン
セラディスエーブルスイッチ、37……制御回路、38……
FIR型エコーキャンセラによる近端入力検出信号入力
端。 第3図において: 41……受信入力端、42……受信入力用シフトレジスタ、
43……積和演算器、44……送信入力端、45……減算器、
46……推定インパルス用退避レジスタ、47……推定イン
パルス用レジスタ、48……加算器、49……推定インパル
ス補正用レジスタ、50……受信入力2乗ノルム演算器、
51……パワー演算器、52……退避用レジスタ、53……退
避用レジスタ、54……パワー演算器、55……パワー演算
器、56……残留エコー出力端、57……制御回路、58……
近端入力検出信号出力端。
1 is a system block diagram in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram of the first echo canceller used in one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is used in one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a functional block diagram of the second echo canceller, and FIG. 4 is a schematic block diagram of a conventional example in the echo canceller device. In FIG. 1: 1 ... Receiving input end, 2 ... D / A converter, 3 ... Speaker, 4 ... Microphone, 5 ... A / D converter, 6 ... Transmission output end, 7 ... First echo canceller, 8 ... Second echo canceller. In Fig. 2: 11 ... Receive input end, 12 ... Receive output end, 13 ... Receive input shift register, 14 ... Multiply-accumulator, 15 ... Estimated transfer function numerator coefficient save register, 16 ... … Estimated transfer function numerator coefficient register, 17 …… Adder, 18 …… Estimated transfer function numerator coefficient correction register, 19 …… Sending / receiving input squared norm calculator, 20 …… Sending input end, 21 …… 1 sample Delay circuit,
22 …… Transmit input shift register, 23 …… Sum of product calculator,
24 …… Transfer function denominator coefficient save register, 25 …… Transfer function denominator coefficient register, 26 …… Adder, 27 …… Transfer function denominator coefficient correction register, 28 …… Adder, 29 …… Subtractor, 30 ... Power calculator, 31 ... Save register, 32 ...
… Saving register, 33 …… Power calculator, 34 …… Power calculator, 35 …… Transmission output terminal, 36 …… IIR type echo canceller disable switch, 37 …… Control circuit, 38 ……
Near end input detection signal input end by FIR type echo canceller. In Fig. 3: 41 ... reception input end, 42 ... reception input shift register,
43 …… Sum of products calculator, 44 …… Sending input terminal, 45 …… Subtractor,
46 …… Estimated impulse save register, 47 …… Estimated impulse register, 48 …… Adder, 49 …… Estimated impulse correction register, 50 …… Received input square norm calculator,
51 …… power calculator, 52 …… save register, 53 …… save register, 54 …… power calculator, 55 …… power calculator, 56 …… residual echo output terminal, 57 …… control circuit, 58 ......
Near end input detection signal output end.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エコーパスのインパルス応答を、極を有す
る離散系の伝達関数で近似し、その係数を受信入力列お
よびエコー列から推定する第1手段と、この第1手段で
推定した伝達関数と受信入力列およびエコー列とのたた
み込み演算により疑似エコーを計算し、エコーから引く
ことにより第1の残留エコーを発生される第2手段とを
有する第1のエコーキャンセラ、およびこの第1のエコ
ーキャンセラを含めたエコーパスのインパルス応答を受
信入力列と第1の残留エコーから推定する第3手段と、
この第3手段で推定した推定インパルス応答と受信入力
列とのたたみ込み演算により疑似エコーを計算し、第1
の残留エコーより引くことにより第2の残留エコーを発
生させる第4手段とを有する第2のエコーキャンセラを
備え、前記第1のエコーキャンセラと前記第2のエコー
キャンセラとを縦続接続し、始動時およびエコーパスの
特性変化時は収束速度の大きい前記第1のエコーキャン
セラがエコーパスの伝達関数を近似,推定し、さらに前
記第2のエコーキャンセラが前記第1のエコーキャンセ
ラの近似および推定誤差を補正し、エコー遅延が大きく
かつエコーパス変化が頻繁に生ずる系に対しても追従し
てエコーの消去を可能にしたことを特徴とするエコーキ
ャンセラ装置。
1. A first means for approximating an impulse response of an echo path by a discrete transfer function having poles and estimating its coefficient from a received input sequence and an echo sequence, and a transfer function estimated by the first means. A first echo canceller having a second means for generating a first residual echo by calculating a pseudo echo by a convolution operation with a received input sequence and an echo sequence and subtracting it from the echo, and the first echo A third means for estimating the impulse response of the echo path including the canceller from the received input sequence and the first residual echo;
The pseudo echo is calculated by the convolution operation of the estimated impulse response estimated by the third means and the received input sequence, and the first echo is calculated.
A second echo canceller having a fourth means for generating a second residual echo by subtracting the residual echo from the second echo canceller, the first echo canceller and the second echo canceller are connected in cascade, and at the time of start-up. When the characteristic of the echo path changes, the first echo canceller having a large convergence speed approximates and estimates the transfer function of the echo path, and the second echo canceller corrects the approximation and estimation error of the first echo canceller. An echo canceller device capable of canceling an echo by following a system having a large echo delay and a frequent echo path change.
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