JP2001251167A

JP2001251167A - 適応フィルタ

Info

Publication number: JP2001251167A
Application number: JP2000059236A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hasegawa; 厚志長谷川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14
Also published as: US20010024499A1; US6735304B2

Abstract

(57)【要約】【課題】推定対象とする複数の応答部を有する経路の
極端な変動、音声信号のような自己相関が比較的強く強
弱の激しい信号に対しても、安定した収束を保証する、
ハードウェア規模が小さく、収束時間が短く、かつ演算
量の少ない適応フィルタを提供する。【解決手段】各フィルタ係数パワーの総和と、位置情
報を記憶する記憶回路と、前記記憶回路の情報から有効
から無効にするブロックを決定を行う決定回路と、無効
に決定されたブロックの位置情報を待ち行列処理するシ
フトレジスタとシフトレジスタの先頭にある位置情報
と、前記決定回路が選択したフィルタ番号から、マトリ
クススイッチの接続を制御する制御信号を生成する制御
回路とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アダプティブフィルタ
を用いて未知のシステムを推定する回路に関し、特に、
２線４線変換を伴う伝送路遅延の比較的長い回線で問題
になるエコーを除去する、エコーキャンセラに適用して
好適な適応フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】アダプティブフィルタ（Adaptive filte
r；適応フィルタ）によるシステム同定は、システムに
入力する信号ｘ（ｔ）を参照し、システムの出力信号ｙ
（ｔ）を推定すべく、アダプティブフィルタの出力y_ha
t（ｔ）とｙ（ｔ）との差分e（ｔ）（＝y_hat（ｔ）−
ｙ（ｔ））を用いて、アダプティブフィルタの係数ｗi
（ｔ）を更新する。

【０００３】システム同定法としてエコーキャンセラに
用いられている学習同定法を例に、対象システムを２線
４線変換として、２線４線変換にて発生する反射信号
（エコー）を消去する従来の方法を以下に具体的に説明
する。なお、この学習同定法については、例えば文献
（１）に記載がある。

【０００４】Ｎタップの適応ＦＩＲ（Finite Impulse R
esponse）フィルタを考えた場合、時刻ｔにおけるフィ
ルタの出力である疑似エコーy_hat（ｔ）は次式（１）
により算出される。 y_hat(t) = sum(wi(t)*x(t-i)) …(1) i=1~N ここで、ｗi（ｔ）は時刻ｔにおけるｉ番目のフィルタ
係数であり、ｘ（ｔ）は時刻ｔにおける参照信号であ
る。

【０００５】次式（２）に示すように、時刻ｔにおける
エコー信号ｙ（ｔ）から上式（１）の疑似エコーy_hat
（ｔ）を減じ、エコーを消去する。 e（ｔ）＝ｙ（ｔ）−y_hat（ｔ） …(2) フィルタ係数ｗi（ｔ）は、上式（２）に示す残差信号e
（ｔ）が最小になるように次式（３）により更新され
る。ｗi(t+1)＝ｗi(t)＋μ(t)e(t)ｘ(t−i) …(3) 上式（３）において、ステップサイズμ（ｔ）は、次式
（４）により与えられる。 μ（ｔ）＝μ0／ＰX（ｔ） …(4) ここで、μ0は収束速度に影響を与える正の定数であ
る。またＰX（ｔ）は参照信号のパワーであり、次式
（５）で与えられる。

【０００６】PX(t) = sum x(t-i)^2 …(5) i=1~N 上式（１）から上式（５）に示すように、疑似エコーの
生成、参照信号のパワー計算、フィルタ係数の更新には
Ｎに比例した演算量、メモリが必要になる。また、学習
同定法のようなＬＭＳ（ｌｅａｓｔｍｅａｎｓｑｕ
ａｒｅｓ）系アルゴリズムは、Ｎに比例して収束速度が
遅くなることが知られている。この点に関しては、Ｓｉ
ｍｏｎＨａｙｋｉｎによる” ＡＤＡＰＴＩＶＥＦ
ＩＬＴＥＲＴＨＥＯＲＹ， ” と題する文献（文献
１）（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−ＨａｌｌＩｎｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｃｉｅｎｃｅｓｓ
ｅｒｉｅｓ，１９９６年発行）の３６５ページ乃至４
４４ページに詳述されている。

【０００７】一方、エコー経路のインパルス応答におけ
る「応答部」（ＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＲｅｇｉｏｎ
「波形応答部」ともいう）は、図７に示すように、イン
パルス応答全体の１部分である。図７は、エコー経路の
インパルス応答の一例を示した図であり、横軸は時間
（図７では実際の１２５分の１の値が記入されてい
る。）、縦軸はマグニチュードを示している。

【０００８】エコーを消去するためには、適応フィルタ
が持つＮタップのフィルタ係数にて「応答部」を推定す
る必要がある。しかし、一般的に、この「応答部」の位
置は不明であるため、最も長い値を仮定し、Ｎの値を決
定している。このため、実際には、「固定遅延部」と、
「応答部」の後の「０」（零）に収束するフィルタ係数
を持つことになる。この「０」に収束するフィルタ係数
は、上式（１）、（３）の処理が不要であるため、省略
することができる。

【０００９】そこで、各タップをフィルタに関係する演
算を行うタップ（以下「有効タップ」という）と、演算
を行わないタップ（以下「無効タップ」という）に分け
て、処理することにより、無駄を省くことができる。

【００１０】「応答部」に、集中的に有効タップを配置
し、収束速度の向上、メモリの削減を図るようにした方
法が、例えば特開平４−２４５８１０号公報に記載され
ている。すなわち、同公報には、システム特性推定を行
う方法及び装置におけるアダプティブフィルタは、限ら
れた数のタップをインパルス応答の実質的な波形応答部
に割り当てる際に、タップ位置の入替え数を可変とする
ことにより、収束時間を短縮するようにしたシステムが
提案されている。この従来の方式では、上記マトリクス
スイッチにより１タップ単位に接続切り替えを行う。こ
のためマトリクススイッチの接続切り替え制御を行って
いる制御回路は、各タップ回路の係数発生回路の出力
（以下「フィルタ係数」という）を監視し、順位付けを
行う。

【００１１】この従来の方式の欠点は、１タップ単位の
接続切り替えを行うための処理量が比較的大きくなって
しまう点である。そこで、上記の処理方式の改善例とし
て、タップを複数ｋ個ずつまとめて（ブロック化とよ
ぶ）処理を行う方法が、特開平１０−２２９３２４号公
報に提案されている。ブロック化により、処理量の軽
減、有効タップ位置検出の安定性の向上が可能となって
いる。

【００１２】図６は特開平１０−２２９３２４号公報に
提案されている方式を示すブロック図である。

【００１３】ここで、処理の基本となる、タップの選択
（「有効」、「無効」の入れ替え）について説明する。

【００１４】有効タップの配置を制御する方式において
は、選択処理１：有効タップ（ブロック）から無効タップ
（ブロック）にするタップ（ブロック）の選択、と、選択処理２：無効タップ（ブロック）から有効タップ
（ブロック）を選択、の２つの選択により、前記入れ替
え処理が行われる。

【００１５】従来例では、上記選択処理１は、該当する
タップのフィルタ係数の大きさ（パワー）の比較により
選択している。具体的には、最小のパワーをもつタップ
を選択している。また、選択処理２では、各有効タップ
のパワー情報及び、位置情報から、及び、待ち行列か
ら、条件を付加して選択している。

【００１６】従来例では、主に、選択処理２に関して様
々な方式が検討され、有効タップの配置を正確かつ短時
間に実現することを目標としている。

【００１７】図６中の制御回路９０６の従来技術による
構成の一例を図５に示す。各フィルタの係数は、タイマ
回路８１７により選択回路８１１により選択され、パワ
ー回路８１６によりパワー演算され、各フィルタ番号
と、パワー情報はメモリ回路８１２に格納される。

【００１８】前記選択処理１のために、最小係数パワー
ブロック検出器８１３は、前記メモリ回路８１２に格納
されている情報から、係数のパワーを比較することによ
り、その最小値を有するフィルタ番号とその接続情報で
ある位置情報を選択し、その位置情報を待ち行列である
シフトレジスタ８１４に入力する。選択されたタップは
待ち行列の最後尾に入力される。

【００１９】そして、前記選択処理２のために、最大係
数パワーブロック検出器８１６は、前記メモリ回路８１
２に格納されている情報から、係数のパワーを比較する
ことにより、その最大値を有するフィルタ番号、位置情
報を選択する。また、判定回路８１７は前記シフトレジ
スタ８１４の出力である次候補の位置情報と最大パワー
を有する位置情報とから、次候補を有効にすべきかどう
か判定する。具体的には、次候補の位置と最大パワーを
有する位置との差分がある値（Ｌ）以内であることを条
件として判定する。

【００２０】有効にする判定をした場合は、図６に示す
マトリクススイッチの制御を行う情報を生成する制御回
路８１５へブロック番号及び位置情報を入力する。有効
にしないと判定した場合は、その位置情報をシフトレジ
スタ８１４の最後尾に入力する。

【００２１】この判定により、最大パワーを有するタッ
プ周辺に優先的にタップを配置することが可能になる。
その結果、収束の速い推定演算が実現する。

【００２２】ここで、問題となるのは、図５に示すよう
に、待ち行列であるシフトレジスタ８１４には、判定回
路による閉ループがついてしまう点である。この閉ルー
プがあるために、例外的な処理への対応が的確に行われ
ず、安定した推定ができないケースが生じる。

【００２３】具体的には、推定処理の対象が処理途中で
全く異なる系に入れ替わり、図７に示すような応答部の
位置が著しく変化した場合、追従が成功しないことがあ
る。

【００２４】ＳｅｉｊｉＩｋｅｄａによる” ＡＦ
ＡＳＴＣＯＮＶＥＲＧＥＮＣＥＡＬＧＯＲＩＴＨＭ
ＦＯＲＡＤＡＰＴＩＶＥＦＩＲＦＩＬＴＥＲＳ
ＷＩＴＨＣＯＡＲＳＥＬＹＬＯＣＡＴＥＤＴＡＰ
Ｓ， ” と題する文献（文献２）（Ｐｒｏｃ．ＩＣ
ＡＳＳＰ’９１、１５２５ページ乃至１５２９ページ、
１９９１年発行）にも紹介されているように、応答部の
位置推定を初期の段階に、別の処理として行う必要があ
り、従来例では大きな変動への対応を考慮していない。

【００２５】また、前記選択処理１において、最小のパ
ワーを有するタップ（ブロック）の選択を行っているた
めに、本来有効とすべき位置にあるタップもパワーが小
さいという理由で選択され無効にされてしまう欠点があ
る。具体的には、音声信号等の相関の強い信号を用いて
推定を行うと、フィルタ係数の値は、相関の無い白色雑
音を用いて推定したときに比べ、不安定になる。このた
め、本来無効にすべきでないタップ位置においても、該
当するフィルタ係数が小さなパワーを有することが起き
る。その結果、無効と判断され待ち行列の最後尾に入力
されてしまう。このようなことが起きると、収束速度が
遅くなる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術においては、下記のような問題点があった。

【００２７】すなわち、第１に、有効なタップ位置を検
出する際の動作が不安定となる恐れがあった。

【００２８】その理由は、「無効」から「有効」タップ
を選択する際に、条件を付けているためである。この判
断により、図５に示すように従来例では、待ち行列であ
るシフトレジスタ８１４に閉ループが発生する。

【００２９】タップの選択を行うことにより、演算量を
軽減する従来のアルゴリズムは、その収束速度を速める
目的のために、より速くインパルス応答部の位置に有効
タップを集めることを主な目的としている。なぜなら、
インパルス応答部に有効タップを集めることができない
と、エコー消去することが不可能であるからである。そ
のための手段として、「無効」から「有効」にするタッ
プの選択に、様々な条件を付加している。例えば、大き
なフィルタ係数パワーを有するタップに近いものを優先
的に選択する等。

【００３０】また、文献２にあるように、多くのアルゴ
リズムはその初期の段階に、応答部を推定する特別な処
理を付加している。このことは、有効なタップ位置の推
定を別処理で行うことなく、推定を行うのに、上記条件
がマイナスに働くことがあると考えられる。具体的に
は、推定速度が非常に遅くなることが挙げられる。

【００３１】第２の問題点は、音声信号等、信号に強弱
があり、相関の強い信号に対して収束が遅いことであ
る。

【００３２】その理由は、「有効」から「無効」へ選択
する処理を、単純な最小値選択により実現しているため
である。音声信号等の強弱、相関の強い信号により、フ
ィルタ係数の更新を行うと、白色雑音等の定常信号で行
われる理論的な動作は期待できない。すなわち、「有
効」から「無効」へ選択する処理にこのような曖昧なフ
ィルタ係数の値を元にしたパワー比較には、白色雑音等
ので行う場合と比べると、誤った選択、すなわち、本来
応答部に対応する有効タップにすべきタップを誤って無
効にしてしまうことが起きる。

【００３３】結果として、音声信号で推定を行う場合、
収束の遅れとして現れる。

【００３４】第３の問題点は、図７に示すような複数の
応答部を有する系を推定することが困難な点である。

【００３５】その理由は、図５に示すように、無効タッ
プから有効タップを選択する際に位置情報等の判断を加
える従来の方法は、複数の応答部には、複数の最大係数
パワーの検出が必要となるためである。

【００３６】しかも、複数の応答部はどのような位置間
隔で発生するかは不定のため、その数、位置間隔を前も
って知ることができない。図５に示すような１つの最大
係数パワーブロックを検出して判断する場合、２つ以上
の応答部への対応は不可能となる。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の従来技
術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的
は、推定初期に特別な処理を必要とせず、推定対象系の
極端な変化にに対し速やかに追従し、音声信号等の強
弱、相関の強い信号においても、安定かつ高速の収束を
保証する適応フィルタを提供することにある。

【００３８】上記の目的を達成するため、本発明の適応
フィルタは、入力信号ｋ個を含むブロックの１つを入力
とするｍ個（ｍ＜ｎ）のフィルタ回路と、前記ブロック
ｎ個と前記ｍ個のフィルタ回路との接続を切り替えるマ
トリクススイッチと、入力信号、エコー信号及び、エコ
ー消去後の残差信号のパワー比較から、前記ｍ個のフィ
ルタ回路の推定動作を制御する推定動作制御回路と、前
記推定動作制御回路の出力がアクティブである場合、処
理を実行する判断を行うタイマ回路と、前記ｍ個のフィ
ルタ回路からフィルタ係数に関する情報を収集し、前記
タイマ回路の判断により、各フィルタの係数を選択し、
各フィルタのフィルタ係数とフィルタ番号を出力する選
択回路と、前記選択回路の出力から、該当するフィルタ
係数の総和を算出し、算出した結果とフィルタ番号を出
力するパワー計算回路と、前記パワー計算回路の出力お
よび、外部より入力されるフィルタ番号と前記マトリク
ススイッチの接続情報とをフィルタ番号に対応付けて記
憶し、フィルタ番号と該当する接続情報及びパワー情報
を出力する記憶回路と、前記記憶回路の出力である、ｍ
個のフィルタ番号、接続情報、パワー情報から前記マト
リクススイッチの接続を切り替えを行う情報を出力する
決定回路と、前記決定回路により、アクティブから非ア
クティブに決定された接続情報を最後尾に格納し、シフ
ト処理を行うことにより次に採用される接続情報を出力
する、ｎ−ｍ段のシフトレジスタと、前記決定回路によ
り、アクティブから非アクティブに決定された接続に該
当するフィルタ番号と、前記シフトレジスタの出力か
ら、前記マトリクススイッチへ接続を変更する制御信号
と、該当するフィルタ番号のフィルタ係数をクリアする
信号を出力する制御回路と、前記記憶回路は、前記決定
回路の前記マトリクススイッチへの制御信号から、新た
に設定された選択情報を記憶する記憶回路とを備えてい
る。

【００３９】ここで、前記決定回路は、前記記憶回路の
出力の情報に含まれる、各フィルタの係数のパワーに基
づいて、その大きい順に並べ替えを行うパワーソート回
路と、前記パワーソート回路により並べ替えられたデー
タの内、下位のｂ（ｂ＜ｍ）個の１つと、上位のａ（ａ
≦ｍ−ｂ）個の全てとを、接続情報により比較し、各々
のフィルタ番号、位置比較結果、接続情報を出力するｂ
個の位置比較回路と、前記ｂ個の位置比較回路のフィル
タ番号、位置情報、比較結果の出力から、一番大きな比
較結果を選択し、選択したフィルタ番号と位置情報を出
力する選択回路と、を備えている。

【００４０】また、前記位置比較回路は、ａ個のフィル
タ番号、接続情報の各入力と、１個のフィルタ番号、接
続情報の入力から、接続情報を位置情報として差分を出
力するａ個の位置差分器と、前記差分器の出力である、
位置情報の差分結果を絶対値化するａ個の絶対値回路
と、前記絶対値回路の各々の出力のうち最小の値を持つ
ものを選択し、そのフィルタ番号と接続情報を出力する
選択回路とを備えていてもよい。

【００４１】あるいは、前記位置比較回路は、ａ個のフ
ィルタ番号、接続情報の各入力と、１個のフィルタ番
号、接続情報の入力から、接続情報を位置情報として差
分を出力するａ個の位置差分器と、前記各位置差分器の
出力のうち正の最小の値を持つものを選択し、そのフィ
ルタ番号と接続情報を出力する選択回路とを備えていて
もよい。

【００４２】あるいは、前記位置比較回路は、ａ個のフ
ィルタ番号、接続情報の各入力と、１個のフィルタ番
号、接続情報の入力から、接続情報を位置情報として差
分を出力するａ個の位置差分器と、前記各位置差分器の
出力のうち負の最大の値を持つものを選択し、そのフィ
ルタ番号と位置情報を出力する選択回路とを備えていて
もよい。

【００４３】本発明の適応フィルタは、有効タップから
無効タップにする選択判断に、フィルタ係数のパワー情
報と、タップの位置情報を用いている。具体的には、マ
トリクススイッチの切り替えを行う制御回路は各フィル
タのフィルタ係数の総和であるパワー（ＰＯＷ）、フィ
ルタ番号（ＢＮ）、位置情報（ＰＯＳ）を管理し、有効
タップから無効タップへの選択判断を行う。上記有効タ
ップから無効タップに転換する判断により、無効タップ
から有効タップにする選択判断をシンプルにすることが
可能になる。具体的には、シフトレジスタを用いた待ち
行列のみとなる。その結果、閉ループのない判断が可能
となり、タップ配置に関する安定性が向上する。

【００４４】さらに、これに伴い、有効タップの配置に
誤りの少ない制御が可能になる。結果として、収束時間
の短縮が期待できる。

【００４５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００４６】本発明の実施の形態は、図６に示す従来例
の制御回路９０６を改善したものである。制御回路９０
６は、図１に示すように、選択回路１１１、メモリ回路
１１２、決定回路１１３、シフトレジスタ１１４、制御
回路１１５、パワー回路１１６、タイマ回路１１７を含
んで構成されている。

【００４７】各ブロックから入力されるフィルタ係数の
うちの１ブロック分をタイマ回路１１７により制御され
たタイミングで選択する。選択されたフィルタ係数の値
からパワーの総和をパワー回路１１６により計算し、そ
の結果をメモリ回路１１２に格納する。

【００４８】有効タップ（ブロック）から無効タップ
（ブロック）を選択する決定回路１１３は、前記メモリ
回路１１２から各ブロックの番号、係数パワーの総和、
そして位置情報を取得する。

【００４９】決定回路１１３により有効ブロックから無
効ブロックとして選択された位置情報は、待ち行列であ
るシフトレジスタ１１４に入力され、同シフトレジスタ
はデータを１つシフトする。

【００５０】前記決定回路１１３により選択されたブロ
ック番号及び、前記シフトレジスタの出力の位置情報
を、マトリクススイッチの接続選択を指示する制御回路
１１５に供給する。

【００５１】本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、図１に示す決定回路１１３は、図２に示すように、
各ブロックの番号、係数のパワー総和、位置情報を取得
し、パワーの総和により大きい順に並べ替えるパワーソ
ート回路２１１と、並べ替えられた出力の大きなものか
らａ個と小さなものからｂ個（ｍ＞ａ＋ｂ）を位置情報
により比較するｂ個の位置比較回路２１２１〜２１２ｂ
と、各々の比較結果から有効タップから無効タップを選
択する選択回路２３１と、を備えて構成される。

【００５２】また、図２に示す位置比較回路２１２１〜
２１２ｂは、図３に示すように、１つの位置情報から、
ａ個の位置差分器３１０１〜３１０ａを用い、ａ個の位
置情報を減算することにより差分を計算し、位置差分器
の出力値の絶対値をとるａ個の絶対値回路３１１１〜３
１１ａと、各絶対値回路の出力から、１つを選択して出
力する選択回路３１２と、を備えて構成される。

【００５３】次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例は、図６に示す従来例の制御回路９０６を改善
したものである。

【００５４】制御回路９０６は、マトリクススイッチ９
０５による入力信号ブロックとフィルタ回路との接続制
御を行う。図１に示すように、各ブロックのフィルタ係
数を入力端子１０１から入力し、また、推定動作制御回
路９１１（ダブルトークディテクタ）により、推定動作
を行う判断した場合にのみ動作するタイマ回路１１７に
より、前記入力信号１０１の信号をパワー回路に接続す
る。

【００５５】メモリ回路１１２は、各ブロック番号に該
当する、マトリクススイッチの接続情報となる位置情
報、及びパワー回路１１６で求められたパワーを格納す
る。位置情報とブロック番号の組み合わせは、制御回路
１１５の出力である有効無効の切り替え処理により更新
される。

【００５６】メモリ回路１１２の情報から、有効ブロッ
クから無効ブロックを選択する選択処理１を決定回路１
１３が行う。

【００５７】そして、無効に選択された位置情報は待ち
行列であるシフトレジスタ１１４の最後尾に入力され、
シフトレジスタの出力を有効ブロックとする。この処理
は、無効ブロックから有効ブロックを選択する選択処理
２に該当する。

【００５８】ブロック番号と有効に選択された位置情報
により制御回路１１５がマトリクススイッチの接続を切
り替える制御情報を生成する。また、メモリ回路１１２
へ新しい接続情報である、ブロック番号と位置情報が伝
えられる。

【００５９】ここで、選択処理１を行う決定回路１１３
は、パワー情報、位置情報を利用する。また、選択処理
２はシンプルな待ち行列とし、閉ループを作らない。

【００６０】決定回路１１３は図２に示すように、パワ
ー情報による並び替えをパワーソート回路２１１、位置
情報による比較を位置比較回路２１２１〜２１２ｂによ
り行っている。

【００６１】パワーソート回路でパワーの大きなものか
ら順に並べ替え、比較的大きなパワーを持つａ組のグル
ープ、比較的小さなパワーを持つｂ組のグループを選択
し、お互いに位置情報により比較する。ａ＋ｂはブロッ
クの総数ｍより小さいものとする。

【００６２】比較的小さいパワーを持つグループの中
で、比較的大きいパワーを持つグループから、位置が最
も異なるブロックを無効にするブロックとして選択す
る。このために、比較的大きなパワーを持つグループの
各々と比較的小さなパワーを持つグループの１つ１つを
位置比較回路２１２１〜２１２ｂにより比較し、その結
果から、位置が最も異なるとされるブロックを選択回路
２３１により選択する。

【００６３】さらに、位置比較回路２１２１〜２１２ｂ
は、ａ個の比較的大きなパワーを持つグループの位置情
報から、比較的小さなパワーを持つグループの１つの位
置情報を位置差分器３１０１〜３１０ａにより減じ、各
位置差分情報を出力する。これらの出力の絶対値をと
り、その値の最も小さな差分値、ブロック番号、位置情
報を選択回路３１２により選択する。この処理により、
比較的小さなパワーを持つグループの１つが、比較的大
きなパワーを持つグループから、どのような位置にある
のかが評価される。

【００６４】比較的小さなパワーを持つグループは、各
々が比較的大きなパワーを持つグループからどれだけ離
れた位置にあるのかが評価されることになり、その値が
１番大きなものが選択処理１の対象となる。

【００６５】この比較的大きなパワーを持つグループ
は、そのタップ位置が１カ所にある必要がないため、図
７に示すような複数の応答部を持つ系に対しても的確に
対応することが可能となる。

【００６６】

【実施例】本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、図２に示す位置比較回路２１２１〜２１２ｂは、図
４に示すように、ａ組のブロック番号及び位置情報か
ら、１つのブロック番号と位置情報を減算することによ
り、差分を計算するａ個の位置差分器４１０１〜４１０
ａと、同位置差分器の出力から、選択する選択回路４１
２と、を備えて構成される。

【００６７】図４は、本発明の位置比較回路（図２の２
１２１〜２１２ｂ）の他の構成例をブロック図にて示し
たものである。図４を参照すると、この位置比較回路に
は、絶対値回路が構成要素として存在しない。その他
は、図３に示す位置比較回路と同じである。

【００６８】位置差分器４１０１〜４１０ａの出力のう
ちマイナスの値を示すものは、正の最小値を選択する選
択回路４１２により選択されることがない。このこと
は、位置を比較する際に、方向性を付加することを意味
する。

【００６９】具体的に説明すると、図７に示すような応
答波形を推定しようとすると、最大のパワーを持つブロ
ックは、常に応答部の図上左側になる。このことは、比
較的大きなパワーを持つブロックから右方向に生じる差
分が重要であり、逆に左方向に生じる差分はあまり重要
ではないことがわかる。

【００７０】比較的パワーの小さいグループのうち、右
方向の差分が大きいブロックほど、無効に選択されるべ
きなのである。

【００７１】

【発明の効果】第１の効果は、有効なタップ位置を検出
する際の安定性にある。

【００７２】その理由は、「有効」から「無効」タップ
を選択する際に、パワー情報と、位置情報を条件にして
選択しているためである。そして、「無効」から「有
効」タップに選択する処理には、待ち行列であるシフト
レジスタを使用し、判定回路等の閉ループを排除してい
る。

【００７３】このため、すべての領域に均等に推定を行
うチャンスが与えられ、推定対象となる系の大幅な変動
への対応がスムースであり、その動作が常に保証され
る。もちろん、従来例として行われている、推定初期の
位置推定を行う必要はない。

【００７４】第２の効果は、音声信号等、強弱が強く、
相関の強い信号においても、早い収束を保証することが
可能であることである。

【００７５】その理由は、「有効」から「無効」への変
更を選択するに際し、パワー情報、位置情報を考慮して
いるからである。

【００７６】比較的小さなパワーを持つブロックの中
で、比較的大きなパワーを持つブロックからより離れて
いるものを選択することにより、フィルタ係数の更新が
安定しない音声信号に対しても、有効から無効にする判
断に誤りの発生するのを防止することが可能になる。結
果として、音声信号で推定を行う場合においても、速い
収束を保証することができる。

【００７７】第３の効果は、図７に示すような複数の応
答部を有する系を推定することが容易な点である。

【００７８】その理由は、複数（ａ個）の比較的大きな
パワーを持つブロックと、複数（ｂ個）の比較的小さな
パワーを持つブロックとを比較するためである。応答部
が複数生じたとしても、その分散が極端な場合を除き、
その数がａより少なければ、対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態における決定回路の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施形態における位置比較回路の構
成を示すブロック図である。

【図４】本発明の別の実施形態における位置比較回路の
構成を示すブロック図である。

【図５】従来技術の制御回路の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】従来技術の適応フィルタの構成を示すブロック
図である。

【図７】エコー信号のインパルス応答例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１入力端子１０２入力端子１０３出力端子１１１選択回路１１６パワー回路１１２メモリ回路１１３決定回路１１４シフトレジスタ１１５制御回路２０１入力端子２０２出力端子２０３出力端子２１１パワーソート回路２１２１〜２１２ｂ位置比較回路２３１選択回路３００１〜３００ａ入力端子３０１入力端子３０２入力端子３１０１〜３１０ａ位置差分器３１１１〜３１１ａ絶対値回路３１２選択回路４００１〜４００ａ入力端子４０１入力端子４０２入力端子４１０１〜４１０ａ位置差分器４１２選択回路８０１入力端子８０２入力端子８１１選択回路８１７タイマ回路８１６パワー回路８１２メモリ回路８１３最小パワーブロック検出回路８１６最大パワーブロック検出回路８１７判定回路８１４シフトレジスタ８１５制御回路８０３出力端子９０１入力端子９０２出力端子９０６制御回路９０９１〜９０９ｎ入力信号ブロック９０５マトリックススイッチ９１０１〜９０１ｍフィルタ回路９０８加算回路９０３ハイブリッドトランス９１１推定動作制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号ｋ個を含むブロックの１つを入
力とするｍ個（ｍ＜ｎ）のフィルタ回路と、前記ブロックｎ個と前記ｍ個のフィルタ回路との接続を
切り替えるマトリクススイッチと、入力信号、エコー信号及び、エコー消去後の残差信号の
パワー比較から、前記ｍ個のフィルタ回路の推定動作を
制御する推定動作制御回路と、前記推定動作制御回路の出力がアクティブである場合、
処理を実行する判断を行うタイマ回路と、前記ｍ個のフィルタ回路からフィルタ係数に関する情報
を収集し、前記タイマ回路の判断により、各フィルタの
係数を選択し、各フィルタのフィルタ係数とフィルタ番
号を出力する選択回路と、前記選択回路の出力から、該当するフィルタ係数の総和
を算出し、算出した結果とフィルタ番号を出力するパワ
ー計算回路と、前記パワー計算回路の出力および、外部より入力される
フィルタ番号と前記マトリクススイッチの接続情報とを
フィルタ番号に対応付けて記憶し、フィルタ番号と該当
する接続情報及びパワー情報を出力する記憶回路と、前記記憶回路の出力である、ｍ個のフィルタ番号、接続
情報、パワー情報から前記マトリクススイッチの接続を
切り替えを行う情報を出力する決定回路と、前記決定回路により、アクティブから非アクティブに決
定された接続情報を最後尾に格納し、シフト処理を行う
ことにより次に採用される接続情報を出力する、ｎ−ｍ
段のシフトレジスタと、前記決定回路により、アクティブから非アクティブに決
定された接続に該当するフィルタ番号と、前記シフトレ
ジスタの出力から、前記マトリクススイッチへ接続を変
更する制御信号と、該当するフィルタ番号のフィルタ係
数をクリアする信号を出力する制御回路と、前記記憶回路は、前記決定回路の前記マトリクススイッ
チへの制御信号から、新たに設定された選択情報を記憶
する記憶回路と、を備えていることを特徴とする適応フィルタ。
【請求項２】請求項１記載の適応フィルタであって、前記決定回路が、前記記憶回路の出力の情報に含まれる、各フィルタの係
数のパワーに基づいて、その大きい順に並べ替えを行う
パワーソート回路と、前記パワーソート回路により並べ替えられたデータの
内、下位のｂ（ｂ＜ｍ）個の１つと、上位のａ（ａ≦ｍ
−ｂ）個の全てとを、接続情報により比較し、各々のフ
ィルタ番号、位置比較結果、接続情報を出力するｂ個の
位置比較回路と、前記ｂ個の位置比較回路のフィルタ番号、位置情報、比
較結果の出力から、一番大きな比較結果を選択し、選択
したフィルタ番号と位置情報を出力する選択回路と、を備えていることを特徴とする適応フィルタ。
【請求項３】請求項２記載の適応フィルタであって、前記位置比較回路が、ａ個のフィルタ番号、接続情報の各入力と、１個のフィ
ルタ番号、接続情報の入力から、接続情報を位置情報と
して差分を出力するａ個の位置差分器と、前記差分器の出力である、位置情報の差分結果を絶対値
化するa個の絶対値回路と、前記絶対値回路の各々の出力のうち最小の値を持つもの
を選択し、そのフィルタ番号と接続情報を出力する選択
回路と、を備えていることを特徴とする適応フィルタ。
【請求項４】請求項２記載の適応フィルタであって、前記位置比較回路が、ａ個のフィルタ番号、接続情報の各入力と、１個のフィ
ルタ番号、接続情報の入力から、接続情報を位置情報と
して差分を出力するａ個の位置差分器と、前記各位置差分器の出力のうち正の最小の値を持つもの
を選択し、そのフィルタ番号と接続情報を出力する選択
回路とを備えていることを特徴とする適応フィルタ。
【請求項５】請求項２記載の適応フィルタであって、前記位置比較回路が、ａ個のフィルタ番号、接続情報の各入力と、１個のフィ
ルタ番号、接続情報の入力から、接続情報を位置情報と
して差分を出力するａ個の位置差分器と、前記各位置差分器の出力のうち負の最大の値を持つもの
を選択し、そのフィルタ番号と位置情報を出力する選択
回路とを備えていることを特徴とする適応フィルタ。