JP3631459B2 - エコーキャンセラ - Google Patents
エコーキャンセラ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3631459B2 JP3631459B2 JP2001344026A JP2001344026A JP3631459B2 JP 3631459 B2 JP3631459 B2 JP 3631459B2 JP 2001344026 A JP2001344026 A JP 2001344026A JP 2001344026 A JP2001344026 A JP 2001344026A JP 3631459 B2 JP3631459 B2 JP 3631459B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adaptation
- echo
- filter coefficient
- level
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信、拡声電話等の通話品質の劣化要因となるエコー信号を消去するためのエコーキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエコーキャンセラにおける適応化制御手段としては、例えば、（１）「エコーキャンセラ技術」（昭６１−１２−２０）日本工業技術センターｐ１２９−ｐ１３０に記載されているものが、また、従来のエコーキャンセラのフィルタ係数置換方法としては、例えば、（２）特開昭６２−２４７２６号公報に記載されているものがある。以下、その構成を図を用いて説明する。
図８は、前記文献（１）に記載された従来のエコーキャンセラのブロック図である。
ｋはディジタル信号の時刻であり、Ｒｉｎ（ｋ）は時刻ｋにおける受信信号、即ち、遠端話者の音声を表している。エコー経路１は、拡声電話用のエコーキャンセラの場合には、スピーカから再生された遠端話者の音声がスピーカから音響空間を経由してマイクへ回り込む経路に相当し、また、衛星通信の回線用エコーキャンセラの場合には、２線４線変換のハイブリッドトランスのインピーダンス不整合により、遠端話者の音声が遠端側へ漏洩する経路に相当する。
受信信号Ｒｉｎ（ｋ）は、エコー経路１を経ることでエコー信号となって近端音声Ｎｉｎ（ｋ）に重畳する。従って、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）は近端音声のみではなく、遠端音声のエコーが重畳した信号になっており、このまま遠端側に送信されると通信品質が劣化する。エコーキャンセラでは適応フィルタ３により疑似エコー信号Ｔｉｎ’（ｋ）を生成しエコー減算器２で送信信号Ｔｉｎ（ｋ）から疑似エコー信号Ｔｉｎ’（ｋ）を差し引くことで残差信号、即ち、エコー消去後の残差信号Ｒｅｓ（ｋ）を生成し、遠端側へ送信する。
適応化制御手段４は適応フィルタ３の適応化の制御を行うもので、ダブルトーク検出時、即ち、遠端話者と近端話者が同時に発話している時には、適応フィルタの適応化を停止させ、遠端話者のみが発話している時には、適応化を実行させるために、適応化制御フラグＦＬＧを適応フィルタへ出力する。
【０００３】
次に、図９を用いて前記適応化制御手段４をさらに詳しく説明する。
図９は、前記文献（１）に記載された従来のエコーキャンセラの適応化制御手段４のブロック図である。
レベル計算手段５は、受信信号Ｒｉｎ（ｋ）の対数変換されたパワー、即ち、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）を式（１）に従って計算して出力し、レベル計算手段６は、残差信号Ｒｅｓ（ｋ）の対数変換されたパワー、即ち、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を式（２）に従って計算して出力する。そして、レベル差計算手段７は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）と残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）のレベル差ＤＬ（ｋ）を、式（３）に従って計算する。
【０００４】
【数１】
【０００５】
レベル差ＤＬ（ｋ）は、エコー経路１によるエコーの損失量とエコーキャンセラによるエコー消去量の和を意味する。レベル補正手段８は、推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）を、式（４）に従って計算する。
ここで推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）は、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）に受信信号のエコー信号のみが存在する時、即ち、遠端話者のみが発話している時の残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）の推定値に相当する。
比較手段９は、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）を比較し、以下の条件式（５）を満たす時には遠端話者、近端話者双方が発話状態、即ち、ダブルトーク状態であると判定し、適応フィルタの適応化を停止させるために適応化制御フラグＦＬＧを０に設定する。
Ｌｒｅｓ（ｋ）＞Ｌｒｅｓ’（ｋ） （５）
ここでＦＬＧ＝１は、適応フィルタに対する適応化の実行指示を示し、ＦＬＧ＝０は、適応化の停止指示を示す。
【０００６】
適応化制御は、近端音声が適応化処理の妨害となるレベルであるか否かを判定し、適応化の実行、停止を制御する処理である。近端音声が適応化処理の妨害となるのは、そのレベルが遠端信号によるエコー信号のレベルを上回った時であるから、適応化の実行と停止は、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）中のエコー信号レベルと近端音声のレベルの大小関係により制御するべきものである。即ち、図１０で示すように、エコー信号レベルが近端音声のレベルを越えた時、或いは、近端音声のレベルにマージンを加えた値を越えた時に適応化を実行すべきである。
しかし、従来の技術では、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）からダブルトーク状態を検知するものであるが、図１１または図１２に示すように残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）は、ほぼ同じ値をとるため、区間ａのように、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）にエコー信号しか含まれていない区間においても、部分的にダブルトーク状態と誤検知して適応化を停止してしまう。また、ダブルトーク時には、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）は、推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）を上回るため、図１１または図１２の区間ｂのように、エコー信号レベルが近端音声のレベルを越えていて適応化が可能な区間でも、適応化を停止してしまう。
【０００７】
次に、従来のエコーキャンセラのフィルタ係数置換方法の構成を図を用いて説明する。
図１３は、前記文献（２）に記載された従来のエコーキャンセラのブロック図である。
図１３の従来例が図８の従来例と構成上異なる点は、適応化制御手段４を備えず、切り替え手段１２、待避用メモリ１３、係数置換制御手段１５を備える点である。また、図１３の適応用メモリ１０、積和演算手段１１及びフィルタ係数更新手段１４は、図８における適応フィルタを機能毎に分割して示したものであるので、これらは図１３の従来例と図８の従来例の構成上の相違点ではない。なお、以後の説明で図８と重複する部分については、説明を省略する。
適応用メモリ１０は、送信信号とエコー消去後の残差信号からアルゴリズムを用いて更新される適応化のためのフィルタ係数を記憶する。
待避メモリ１３は、適応化が妥当と判断される間は上記適応用メモリ１０のフィルタ係数を所定の区間分平行して記憶する。
係数置換制御手段１５は、上記送信信号レベルと上記残差信号レベルとの差をみて適応フィルタの適応化のためのフィルタ係数の更新の適否を制御する。
まず、フィルタ係数更新手段１４は、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）及び残差信号Ｒｅｓ（ｋ）から例えば、Ｎ−ＬＭＳ法（学習同定法）などの適応フィルタアルゴリズムに従って、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）を更新する。積和演算手段１１は、受信信号Ｒｉｎ（ｋ）と適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）の畳み込み演算を行うことで、疑似エコー信号を生成する。
一方、係数置換制御手段１５は送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を、それぞれ式（６）、式（２）に従って計算し、さらに、Ｌｔｉｎ（ｋ）とＬｒｅｓ（ｋ）の差のＤｓ（ｋ）を、式（７）に従って計算する。
【０００８】
【数２】
【０００９】
さらに、係数置換制御手段１５は、Ｄｓ（ｋ）の時系列を観察し、Ｄｓ（ｋ）が大きくなる時には、適応フィルタの適応化が正しく進行していると判断し、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数を待避用メモリ１３に転送する指令を切り替え手段１２に与え、切り替え手段１２は、指令に従った転送を行い、その結果適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数と同一の値が、待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数として保存される。
また、係数置換制御手段１５は、Ｄｓ（ｋ）が小さくなる時には、適応フィルタの適応化が誤って進行していると判断し、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数を待避用メモリ１３に保存されている第２のフィルタ係数の値で置換する指令を切り替え手段１２に与え、切り替え手段１２は、指令に従った転送を行う。
図１４は、Ｄｓ（ｋ）の時間変化と切り替え手段１２による転送処理と置換処理のタイミングを示している。
図中のＨ（ｊ）は適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数であり、Ｈｍ（ｊ）は待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数である。
図中では、Ｄｓ（ｋ）が大きくなり、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）が待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ保存のために転送されるタイミングを「Ｈ（ｊ）からＨｍ（ｊ）への保存タイミング」のパルスで示し、また、Ｄｓ（ｋ）が小さくなり、待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）が適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）へ転送されるタイミングを「Ｈ（ｊ）のＨｍ（ｊ）による置換タイミング」のパルスで示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の適応用メモリのフィルタ係数を待避値で置換する構成は、置換対象の値が大きく違っている場合には、置換の瞬間に適応用メモリのフィルタ係数が瞬時に大きく変化するため、その瞬間に積和演算器の出力が不連続になり、その結果残差信号に異音が生じるという課題があった。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、適応用メモリのフィルタ係数を待避値で置換しても置換の瞬間に値が不連続でなく異音が生じない音質の優れたエコーキャンセラを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエコーキャンセラは、送信信号とエコー消去後の残差信号からアルゴリズムを用いて更新される適応化のためのフィルタ係数を記憶する適応用メモリと、適応化が妥当と判断される間は適応用メモリのフィルタ係数を所定の区間分平行して記憶する待避用メモリと、送信信号レベルと残差信号レベルとの差をみて適応フィルタの適応化のためのフィルタ係数の更新の適否を制御する係数置換制御手段と、上記適応用メモリ中の第１のフィルタ係数の値と、上記待避用メモリ中の第２のフィルタ係数の値を比較して補間する補間手段を備え、係数置換制御手段が適応化が妥当ではなくて上記第１のフィルタ係数の値を上記第２のフィルタ係数の値で置換するよう制御すると、補間手段は第１のフィルタ係数の値と第２のフィルタ係数の値とが連続な値となるよう所定のタイミング回数で補間して順次更新するようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
適応フィルタの適応化制御を改良した実施の形態について述べる。
図１は、本発明の実施の形態１における適応化制御手段のブロック図である。
この図において、図９と同一の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
適応化制御手段は、図８のエコーキャンセラに設けられる手段であり、ディジタル信号である受信信号Ｒｉｎ（ｋ）、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）、残差信号Ｒｅｓ（ｋ）を入力とし、適応化制御フラグＦＬＧａを出力する。
また、レベル計算手段５，１６，６は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を計算して出力する。ここでレベルとは、例えば、パワーの対数変換値を指す。
エコーゲイン推定手段１７は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）が明らかに有音である閾値を越えた時に、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）と送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）から推定エコーゲインＥＧを、式（８）に従って計算する。つまり、受信信号がエコー経路で送信端に表れる等価利得を、前区間いくつかの平均値として求める。これは通常は、システムで決まった値であるが、これを時として計算する。
適応化制御手段は、受信信号が明らかに有音である時の受信信号と送信信号のレベル差の平均値を用いるので、エコーゲインを精度良く推定できる。
【００１４】
【数３】
【００１５】
エコーレベル推定手段１８は、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を、式（９）に従って計算する。即ち、近端信号がないとしたときに、送信信号の中に受信信号がエコーとして表れる量を推定することになる。
Ｌｅｃｈ（ｋ）＝Ｌｒｉｎ（ｋ）＋ＥＧ （９）
比較手段１９は、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）にマージンαを加えた値を推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）と比較し、以下の条件式（１０）を満たす時に適応化制御フラグＦＬＧａを１に、満たさない時に０に設定し出力する。
Ｌｅｃｈ（ｋ）≧Ｌｒｅｓ（ｋ）＋α （１０）
【００１６】
本発明の動作をエコー消去量の大きい場合、即ち、適応化が進んでエコーが十分にキャンセルされる場合を示した図２を用いて説明する。
本発明における適応化制御フラグＦＬＧａの設定には、条件式（１０）に示すように残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）と比較する。図２は、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）の時間変化を示している。
残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）は、エコー消去量が大きい場合は、近端音声レベルとほぼ等しく、また推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）は、エコー信号レベルとほぼ等しい。前述したように、適応化の制御に用いる理想的なパラメータは、近端音声レベルとエコー信号レベルであるので、本発明では、従来例で使用した残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）よりも、望ましいパラメータを使用している。
そのため、従来例を説明した図１１に比べ、多くの区間で適応化を実行することができる。即ち、図２の区間ａのように、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）にエコー信号しか含まれていない区間では、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が近端音声レベルの近似である残差信号レベルを常に上回るので、継続的に適応化制御フラグＦＬＧａを１に設定する動作となる。また、図２の区間ｂのように、ダブルトーク区間中のエコー信号レベルが近端音声レベルを上回っている区間でも、区間ａと同様に推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が残差信号レベルを上回るので、適応化制御フラグＦＬＧａを１に設定する動作となる。
【００１７】
なお、比較の条件式（１０）におけるマージンαは、近端音声レベルを残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）で近似した誤差と、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が推定値であるために、真のエコーレベルに対して持つ誤差を吸収するためのものである。
以上説明したように、本発明によれば、エコー消去量の大きい場合には、上記構成の信号比較により良好な適応化制御を行うことができる。
【００１８】
実施の形態２．
適応フィルタの適応化制御を改良した他の実施の形態を述べる。
図３は、本発明の実施の形態２における適応化制御手段のブロック図である。この図において、図１及び図９と同一の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
この適応化制御手段は、図８のエコーキャンセラに設けられる手段であり、ディジタル信号である受信信号Ｒｉｎ（ｋ）、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）を入力とし、適応化制御フラグＦＬＧｂを出力する。
また、レベル計算手段５，１６は、実施の形態１と同様に、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）と送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）を計算して出力する。
エコーゲイン推定手段１７とエコーレベル推定手段１８は、実施の形態１と同様に、推定エコーゲインＥＧと推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を計算する。
比較手段２０は、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、マージンβ、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）による以下の条件式（１１）を満たす時に適応化制御フラグＦＬＧｂを１に、満たさない時に０に設定し出力する。
Ｌｅｃｈ（ｋ）≧Ｌｔｉｎ（ｋ）−β （１１）
【００１９】
本発明の動作をエコー消去量の小さい場合、即ち、適応化が未だ進まずにエコーのキャンセルが充分でない場合を示した図４を用いて説明する。
本発明における適応化制御フラグＦＬＧｂの設定には、条件式（１１）に示すように、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）を推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）と比較する。図４は、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）の時間変化を示している。
送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）は、送信信号中に近端音声が含まれていない場合は、エコー信号レベルを表すため、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）とほぼ等しくなり、また、近端音声と遠端音声が重なるダブルトーク時には、近端音声とエコー信号が重畳した信号のレベルを表すため、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を上回る。そのため、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を比較することで、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）にエコー信号しか含まれていない区間を推定し、適応化制御フラグＦＬＧｂを１に設定する。従来例を説明した図１２と比較してわかるように、図４ではより多くの区間で適応化を実行する動作となる。
【００２０】
なお、比較の条件式（１１）におけるマージンβは、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が推定値であるために、真のエコーレベルに対して持つ誤差を吸収するためのものである。
以上説明したように、本発明によれば、エコー消去量の小さい場合には、上記構成の信号比較により良好な適応化制御を行うことができる。
【００２１】
実施の形態３．
更に、他の改良された適応フィルタの適応化制御の形態について述べる。
図５は、本発明の実施の形態３における適応化制御手段のブロック図である。
この図において、図９及び図１と同一の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
この適応化制御手段も、図８のエコーキャンセラに設けられる手段であり、入出力は、図１，図３の構成と同様である。レベル計算手段５，１６，６は、実施の形態１と同様に、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を計算して出力する。ここでレベルとは、例えば、パワーの対数変換値を指す。
エコーゲイン推定手段１７とエコーレベル推定手段１８は、上記実施の形態と同様に、推定エコーゲインＥＧと推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を計算する。適応化制御手段は、受信信号が明らかに有音である時の受信信号と残差信号のレベル差の平均値を用いるので、エコー消去量を精度良く推定できる。
比較手段１９，２０は、それぞれ実施の形態１，実施の形態２と同様に、適応化制御フラグＦＬＧａ，ＦＬＧｂを設定しフラグ選択手段２２に出力する。
また、エコー消去量推定手段２１は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）が明らかに有音である閾値を越えた時に、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）から推定エコー消去量ＥＲＬＥを、式（１２）に従って計算する。
【００２２】
【数４】
【００２３】
フラグ選択手段２２は、推定エコー消去量ＥＲＬＥが閾値を越えた時、即ち、大きい時には、比較手段１９の出力する適応化制御フラグＦＬＧａを、また、推定エコー消去量ＥＲＬＥが閾値を越えない時、即ち、小さい時には、比較手段２０の出力する適応化制御フラグＦＬＧｂを、最終的な適応化制御フラグＦＬＧとして出力する。ここでＦＬＧ＝１は、適応フィルタに対する適応化の実行指示を示し、ＦＬＧ＝０は、適応化の停止指示を示す。
ここで適応フィルタによるエコー消去量に応じて適応化制御フラグＦＬＧａとＦＬＧｂを使い分けるのは、エコー消去量の大小に関わらず、良好な適応化制御を行うためである。
既に、実施の形態１と実施の形態２で説明したように、良好な適応化制御のためにはエコー消去量が大きい時には、適応化制御フラグＦＬＧａが有効であり、エコー消去量が小さい時には、適応化制御フラグＦＬＧｂが有効である。
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、エコー消去量に応じて適応化制御フラグＦＬＧａとＦＬＧｂを使い分けるので、エコー消去量の大小に関わらず、良好な適応化制御を行うことができる。
なお、α，βのマージンは、それぞれ近端音声レベルを残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）で近似した誤差と推定エコーレベルが推定値としたために持つ誤差を吸収する効果がある。
【００２５】
実施の形態４．
適応化制御による積和演算器のフィルタ係数切換時の異音発生をなくす構成と動作を説明する。
図６は、本発明の実施の形態４におけるフィルタ係数置換手段を備えるエコーキャンセラのブロック図である。
この図において、図１３と同一の動作をする部分については説明を省略する。
図において、切り替え手段１２は、係数置換制御手段１５より適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値を待避用メモリ１３に転送する指令を受けるとその指令に従った転送を行う点は従来例と同一であるが、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値を待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数値で置換する指令を受けた時には何もしない点は従来例とは異なる。
新しい要素である補間手段２３は、係数置換制御手段１５より適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値を待避用メモリ１３の値で置換する指令を受けた時には、即ち、現在の適応化が妥当でなくフィルタ係数を置換する時には、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）と待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）を比較し、その値の差分を計算し、Ｍ回に分割して補間する場合の１回の変更幅ＤＬ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊを、式（１３）に従って計算し、待避用メモリ１３に変更幅ＤＬ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊを保存する。なお、ここでＪは適応フィルタのｔａｐ数である。
【００２６】
図７は、Ｄｓ（ｋ）の時間変化と切り替え手段１２による転送処理のタイミングと補間手段２３による補間処理のタイミングを示している。
すなわち、Ｄｓ（ｋ）が大きくなり、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）が待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ保存のために転送されるタイミングを「Ｈ（ｊ）からＨｍ（ｊ）への保存タイミング」のパルスで示し、また、Ｄｓ（ｋ）が小さくなり、適応用メモリ１０の第１をフィルタ係数Ｈ（ｊ）の待避用メモリ１３に保存されている第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ変更するためのＭ回の補間のタイミングを「Ｈ（ｊ）の補間タイミング」のパルスで示している。
従来例を説明した図１４では、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）を待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ変更する処理が１回の置換であったのに対し、本発明を説明した図８ではこの変更する処理がＭ回の補間であるので、本発明で補間前の第１のフィルタ係数と第２のフィルタ係数とが大きく異なっている場合でも、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数を徐々に変更することができる。
次に、補間手段２３は、１回目の補間時には適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）に変更幅ＤＬ（ｊ）の値を加算する処理を、ｊ＝１，２，．．．，Ｊについて行う。以降、Ｍ回目の補間時まで適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数に、変更幅ＤＬ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊの値を加算する動作を繰り返す。
その結果、Ｍ回目の補間が終了する時には、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値は、補間開始前の待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊと同一の値になる。
【００２７】
実施の形態５．
実施の形態１，２，３におけるレベル計算手段５，１６，６で計算される受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）は、パワーの対数変換値としたが、これをパワーで代用しても良い。本実施の形態では、適応化制御手段に実施の形態１，２，３と同じ動作をさせるために、式（８）の計算は式（１４）に、式（９）の計算は式（１５）に、条件式（１０）の計算は式（１６）に、条件式（１１）の計算は式（１８）に、式（１２）の計算は式（２０）にそれぞれ変更される。
ただし、α’は、以下の式（１７）で表される。
ただし、β’は、以下の式（１９）で表される。
【００２８】
【数５】
【００２９】
また更に、推定エコーゲインＥＧの計算式（１４）及び推定エコー消去量ＥＲＬＥの計算式（２０）は、それぞれ式（２１）、式（２２）で代用しても良い。
【００３０】
【数６】
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、フィルタ係数置換の際に、置換前の適応用メモリのフィルタ係数と待避用メモリのフィルタ係数の値を補間しながら置換するので、置換前の適応用メモリのフィルタ係数の値と待避用メモリのフィルタ係数の値が大きく違っていても、積和演算器の出力信号が不連続とならず、その結果残差信号に異音を生じなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における適応化制御手段の動作を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態２における適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２における適応化制御手段の動作を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態３における適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４におけるフィルタ係数置換手段を含むエコーキャンセラを示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態４における係数置換手段の動作を説明する図である。
【図８】エコーキャンセラの全体構成を示すブロック図である。
【図９】従来の適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】適応フィルタの適応化を実行すべき区間の例を示した図である。
【図１１】従来の適応フィルタの適応化の実行区間の例を示した図である。
【図１２】従来の適応フィルタの適応化の実行区間の例を示した図である。
【図１３】従来のフィルタ係数置換方法を含むエコーキャンセラを示すブロック図である。
【図１４】従来の係数置換方法の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ エコー経路、２ エコー減算器、３ 適応フィルタ、４ 適応化制御手段、５，６，１６ レベル計算手段、７ レベル差計算手段、８ レベル補正手段、９ 比較手段、１０ 適応用メモリ、１１ 積和演算手段、１２ 切り替え手段、１３ 待避用メモリ、１４ フィルタ係数更新手段、１５ 係数置換制御手段、１７ エコーゲイン推定手段、１８ エコーレベル推定手段、１９，２０ 比較手段、２１ エコー消去量推定手段、２２ フラグ選択手段、２３ 補間手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信、拡声電話等の通話品質の劣化要因となるエコー信号を消去するためのエコーキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエコーキャンセラにおける適応化制御手段としては、例えば、（１）「エコーキャンセラ技術」（昭６１−１２−２０）日本工業技術センターｐ１２９−ｐ１３０に記載されているものが、また、従来のエコーキャンセラのフィルタ係数置換方法としては、例えば、（２）特開昭６２−２４７２６号公報に記載されているものがある。以下、その構成を図を用いて説明する。
図８は、前記文献（１）に記載された従来のエコーキャンセラのブロック図である。
ｋはディジタル信号の時刻であり、Ｒｉｎ（ｋ）は時刻ｋにおける受信信号、即ち、遠端話者の音声を表している。エコー経路１は、拡声電話用のエコーキャンセラの場合には、スピーカから再生された遠端話者の音声がスピーカから音響空間を経由してマイクへ回り込む経路に相当し、また、衛星通信の回線用エコーキャンセラの場合には、２線４線変換のハイブリッドトランスのインピーダンス不整合により、遠端話者の音声が遠端側へ漏洩する経路に相当する。
受信信号Ｒｉｎ（ｋ）は、エコー経路１を経ることでエコー信号となって近端音声Ｎｉｎ（ｋ）に重畳する。従って、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）は近端音声のみではなく、遠端音声のエコーが重畳した信号になっており、このまま遠端側に送信されると通信品質が劣化する。エコーキャンセラでは適応フィルタ３により疑似エコー信号Ｔｉｎ’（ｋ）を生成しエコー減算器２で送信信号Ｔｉｎ（ｋ）から疑似エコー信号Ｔｉｎ’（ｋ）を差し引くことで残差信号、即ち、エコー消去後の残差信号Ｒｅｓ（ｋ）を生成し、遠端側へ送信する。
適応化制御手段４は適応フィルタ３の適応化の制御を行うもので、ダブルトーク検出時、即ち、遠端話者と近端話者が同時に発話している時には、適応フィルタの適応化を停止させ、遠端話者のみが発話している時には、適応化を実行させるために、適応化制御フラグＦＬＧを適応フィルタへ出力する。
【０００３】
次に、図９を用いて前記適応化制御手段４をさらに詳しく説明する。
図９は、前記文献（１）に記載された従来のエコーキャンセラの適応化制御手段４のブロック図である。
レベル計算手段５は、受信信号Ｒｉｎ（ｋ）の対数変換されたパワー、即ち、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）を式（１）に従って計算して出力し、レベル計算手段６は、残差信号Ｒｅｓ（ｋ）の対数変換されたパワー、即ち、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を式（２）に従って計算して出力する。そして、レベル差計算手段７は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）と残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）のレベル差ＤＬ（ｋ）を、式（３）に従って計算する。
【０００４】
【数１】
レベル差ＤＬ（ｋ）は、エコー経路１によるエコーの損失量とエコーキャンセラによるエコー消去量の和を意味する。レベル補正手段８は、推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）を、式（４）に従って計算する。
比較手段９は、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）を比較し、以下の条件式（５）を満たす時には遠端話者、近端話者双方が発話状態、即ち、ダブルトーク状態であると判定し、適応フィルタの適応化を停止させるために適応化制御フラグＦＬＧを０に設定する。
Ｌｒｅｓ（ｋ）＞Ｌｒｅｓ’（ｋ） （５）
ここでＦＬＧ＝１は、適応フィルタに対する適応化の実行指示を示し、ＦＬＧ＝０は、適応化の停止指示を示す。
【０００６】
適応化制御は、近端音声が適応化処理の妨害となるレベルであるか否かを判定し、適応化の実行、停止を制御する処理である。近端音声が適応化処理の妨害となるのは、そのレベルが遠端信号によるエコー信号のレベルを上回った時であるから、適応化の実行と停止は、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）中のエコー信号レベルと近端音声のレベルの大小関係により制御するべきものである。即ち、図１０で示すように、エコー信号レベルが近端音声のレベルを越えた時、或いは、近端音声のレベルにマージンを加えた値を越えた時に適応化を実行すべきである。
しかし、従来の技術では、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）からダブルトーク状態を検知するものであるが、図１１または図１２に示すように残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）は、ほぼ同じ値をとるため、区間ａのように、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）にエコー信号しか含まれていない区間においても、部分的にダブルトーク状態と誤検知して適応化を停止してしまう。また、ダブルトーク時には、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）は、推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）を上回るため、図１１または図１２の区間ｂのように、エコー信号レベルが近端音声のレベルを越えていて適応化が可能な区間でも、適応化を停止してしまう。
【０００７】
次に、従来のエコーキャンセラのフィルタ係数置換方法の構成を図を用いて説明する。
図１３は、前記文献（２）に記載された従来のエコーキャンセラのブロック図である。
図１３の従来例が図８の従来例と構成上異なる点は、適応化制御手段４を備えず、切り替え手段１２、待避用メモリ１３、係数置換制御手段１５を備える点である。また、図１３の適応用メモリ１０、積和演算手段１１及びフィルタ係数更新手段１４は、図８における適応フィルタを機能毎に分割して示したものであるので、これらは図１３の従来例と図８の従来例の構成上の相違点ではない。なお、以後の説明で図８と重複する部分については、説明を省略する。
適応用メモリ１０は、送信信号とエコー消去後の残差信号からアルゴリズムを用いて更新される適応化のためのフィルタ係数を記憶する。
待避メモリ１３は、適応化が妥当と判断される間は上記適応用メモリ１０のフィルタ係数を所定の区間分平行して記憶する。
係数置換制御手段１５は、上記送信信号レベルと上記残差信号レベルとの差をみて適応フィルタの適応化のためのフィルタ係数の更新の適否を制御する。
まず、フィルタ係数更新手段１４は、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）及び残差信号Ｒｅｓ（ｋ）から例えば、Ｎ−ＬＭＳ法（学習同定法）などの適応フィルタアルゴリズムに従って、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）を更新する。積和演算手段１１は、受信信号Ｒｉｎ（ｋ）と適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）の畳み込み演算を行うことで、疑似エコー信号を生成する。
一方、係数置換制御手段１５は送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を、それぞれ式（６）、式（２）に従って計算し、さらに、Ｌｔｉｎ（ｋ）とＬｒｅｓ（ｋ）の差のＤｓ（ｋ）を、式（７）に従って計算する。
【０００８】
【数２】
さらに、係数置換制御手段１５は、Ｄｓ（ｋ）の時系列を観察し、Ｄｓ（ｋ）が大きくなる時には、適応フィルタの適応化が正しく進行していると判断し、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数を待避用メモリ１３に転送する指令を切り替え手段１２に与え、切り替え手段１２は、指令に従った転送を行い、その結果適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数と同一の値が、待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数として保存される。
また、係数置換制御手段１５は、Ｄｓ（ｋ）が小さくなる時には、適応フィルタの適応化が誤って進行していると判断し、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数を待避用メモリ１３に保存されている第２のフィルタ係数の値で置換する指令を切り替え手段１２に与え、切り替え手段１２は、指令に従った転送を行う。
図１４は、Ｄｓ（ｋ）の時間変化と切り替え手段１２による転送処理と置換処理のタイミングを示している。
図中のＨ（ｊ）は適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数であり、Ｈｍ（ｊ）は待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数である。
図中では、Ｄｓ（ｋ）が大きくなり、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）が待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ保存のために転送されるタイミングを「Ｈ（ｊ）からＨｍ（ｊ）への保存タイミング」のパルスで示し、また、Ｄｓ（ｋ）が小さくなり、待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）が適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）へ転送されるタイミングを「Ｈ（ｊ）のＨｍ（ｊ）による置換タイミング」のパルスで示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の適応用メモリのフィルタ係数を待避値で置換する構成は、置換対象の値が大きく違っている場合には、置換の瞬間に適応用メモリのフィルタ係数が瞬時に大きく変化するため、その瞬間に積和演算器の出力が不連続になり、その結果残差信号に異音が生じるという課題があった。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、適応用メモリのフィルタ係数を待避値で置換しても置換の瞬間に値が不連続でなく異音が生じない音質の優れたエコーキャンセラを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエコーキャンセラは、送信信号とエコー消去後の残差信号からアルゴリズムを用いて更新される適応化のためのフィルタ係数を記憶する適応用メモリと、適応化が妥当と判断される間は適応用メモリのフィルタ係数を所定の区間分平行して記憶する待避用メモリと、送信信号レベルと残差信号レベルとの差をみて適応フィルタの適応化のためのフィルタ係数の更新の適否を制御する係数置換制御手段と、上記適応用メモリ中の第１のフィルタ係数の値と、上記待避用メモリ中の第２のフィルタ係数の値を比較して補間する補間手段を備え、係数置換制御手段が適応化が妥当ではなくて上記第１のフィルタ係数の値を上記第２のフィルタ係数の値で置換するよう制御すると、補間手段は第１のフィルタ係数の値と第２のフィルタ係数の値とが連続な値となるよう所定のタイミング回数で補間して順次更新するようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
適応フィルタの適応化制御を改良した実施の形態について述べる。
図１は、本発明の実施の形態１における適応化制御手段のブロック図である。
この図において、図９と同一の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
適応化制御手段は、図８のエコーキャンセラに設けられる手段であり、ディジタル信号である受信信号Ｒｉｎ（ｋ）、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）、残差信号Ｒｅｓ（ｋ）を入力とし、適応化制御フラグＦＬＧａを出力する。
また、レベル計算手段５，１６，６は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を計算して出力する。ここでレベルとは、例えば、パワーの対数変換値を指す。
エコーゲイン推定手段１７は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）が明らかに有音である閾値を越えた時に、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）と送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）から推定エコーゲインＥＧを、式（８）に従って計算する。つまり、受信信号がエコー経路で送信端に表れる等価利得を、前区間いくつかの平均値として求める。これは通常は、システムで決まった値であるが、これを時として計算する。
適応化制御手段は、受信信号が明らかに有音である時の受信信号と送信信号のレベル差の平均値を用いるので、エコーゲインを精度良く推定できる。
【００１４】
【数３】
エコーレベル推定手段１８は、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を、式（９）に従って計算する。即ち、近端信号がないとしたときに、送信信号の中に受信信号がエコーとして表れる量を推定することになる。
Ｌｅｃｈ（ｋ）＝Ｌｒｉｎ（ｋ）＋ＥＧ （９）
比較手段１９は、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）にマージンαを加えた値を推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）と比較し、以下の条件式（１０）を満たす時に適応化制御フラグＦＬＧａを１に、満たさない時に０に設定し出力する。
Ｌｅｃｈ（ｋ）≧Ｌｒｅｓ（ｋ）＋α （１０）
【００１６】
本発明の動作をエコー消去量の大きい場合、即ち、適応化が進んでエコーが十分にキャンセルされる場合を示した図２を用いて説明する。
本発明における適応化制御フラグＦＬＧａの設定には、条件式（１０）に示すように残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）と比較する。図２は、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）の時間変化を示している。
残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）は、エコー消去量が大きい場合は、近端音声レベルとほぼ等しく、また推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）は、エコー信号レベルとほぼ等しい。前述したように、適応化の制御に用いる理想的なパラメータは、近端音声レベルとエコー信号レベルであるので、本発明では、従来例で使用した残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）と推定残差信号レベルＬｒｅｓ’（ｋ）よりも、望ましいパラメータを使用している。
そのため、従来例を説明した図１１に比べ、多くの区間で適応化を実行することができる。即ち、図２の区間ａのように、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）にエコー信号しか含まれていない区間では、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が近端音声レベルの近似である残差信号レベルを常に上回るので、継続的に適応化制御フラグＦＬＧａを１に設定する動作となる。また、図２の区間ｂのように、ダブルトーク区間中のエコー信号レベルが近端音声レベルを上回っている区間でも、区間ａと同様に推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が残差信号レベルを上回るので、適応化制御フラグＦＬＧａを１に設定する動作となる。
【００１７】
なお、比較の条件式（１０）におけるマージンαは、近端音声レベルを残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）で近似した誤差と、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が推定値であるために、真のエコーレベルに対して持つ誤差を吸収するためのものである。
以上説明したように、本発明によれば、エコー消去量の大きい場合には、上記構成の信号比較により良好な適応化制御を行うことができる。
【００１８】
実施の形態２．
適応フィルタの適応化制御を改良した他の実施の形態を述べる。
図３は、本発明の実施の形態２における適応化制御手段のブロック図である。この図において、図１及び図９と同一の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
この適応化制御手段は、図８のエコーキャンセラに設けられる手段であり、ディジタル信号である受信信号Ｒｉｎ（ｋ）、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）を入力とし、適応化制御フラグＦＬＧｂを出力する。
また、レベル計算手段５，１６は、実施の形態１と同様に、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）と送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）を計算して出力する。
エコーゲイン推定手段１７とエコーレベル推定手段１８は、実施の形態１と同様に、推定エコーゲインＥＧと推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を計算する。
比較手段２０は、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、マージンβ、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）による以下の条件式（１１）を満たす時に適応化制御フラグＦＬＧｂを１に、満たさない時に０に設定し出力する。
Ｌｅｃｈ（ｋ）≧Ｌｔｉｎ（ｋ）−β （１１）
【００１９】
本発明の動作をエコー消去量の小さい場合、即ち、適応化が未だ進まずにエコーのキャンセルが充分でない場合を示した図４を用いて説明する。
本発明における適応化制御フラグＦＬＧｂの設定には、条件式（１１）に示すように、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）を推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）と比較する。図４は、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）の時間変化を示している。
送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）は、送信信号中に近端音声が含まれていない場合は、エコー信号レベルを表すため、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）とほぼ等しくなり、また、近端音声と遠端音声が重なるダブルトーク時には、近端音声とエコー信号が重畳した信号のレベルを表すため、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を上回る。そのため、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を比較することで、送信信号Ｔｉｎ（ｋ）にエコー信号しか含まれていない区間を推定し、適応化制御フラグＦＬＧｂを１に設定する。従来例を説明した図１２と比較してわかるように、図４ではより多くの区間で適応化を実行する動作となる。
【００２０】
なお、比較の条件式（１１）におけるマージンβは、推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）が推定値であるために、真のエコーレベルに対して持つ誤差を吸収するためのものである。
以上説明したように、本発明によれば、エコー消去量の小さい場合には、上記構成の信号比較により良好な適応化制御を行うことができる。
【００２１】
実施の形態３．
更に、他の改良された適応フィルタの適応化制御の形態について述べる。
図５は、本発明の実施の形態３における適応化制御手段のブロック図である。
この図において、図９及び図１と同一の部分については、同一の符号を付し説明を省略する。
この適応化制御手段も、図８のエコーキャンセラに設けられる手段であり、入出力は、図１，図３の構成と同様である。レベル計算手段５，１６，６は、実施の形態１と同様に、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）を計算して出力する。ここでレベルとは、例えば、パワーの対数変換値を指す。
エコーゲイン推定手段１７とエコーレベル推定手段１８は、上記実施の形態と同様に、推定エコーゲインＥＧと推定エコーレベルＬｅｃｈ（ｋ）を計算する。適応化制御手段は、受信信号が明らかに有音である時の受信信号と残差信号のレベル差の平均値を用いるので、エコー消去量を精度良く推定できる。
比較手段１９，２０は、それぞれ実施の形態１，実施の形態２と同様に、適応化制御フラグＦＬＧａ，ＦＬＧｂを設定しフラグ選択手段２２に出力する。
また、エコー消去量推定手段２１は、受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）が明らかに有音である閾値を越えた時に、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）と残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）から推定エコー消去量ＥＲＬＥを、式（１２）に従って計算する。
【００２２】
【数４】
フラグ選択手段２２は、推定エコー消去量ＥＲＬＥが閾値を越えた時、即ち、大きい時には、比較手段１９の出力する適応化制御フラグＦＬＧａを、また、推定エコー消去量ＥＲＬＥが閾値を越えない時、即ち、小さい時には、比較手段２０の出力する適応化制御フラグＦＬＧｂを、最終的な適応化制御フラグＦＬＧとして出力する。ここでＦＬＧ＝１は、適応フィルタに対する適応化の実行指示を示し、ＦＬＧ＝０は、適応化の停止指示を示す。
ここで適応フィルタによるエコー消去量に応じて適応化制御フラグＦＬＧａとＦＬＧｂを使い分けるのは、エコー消去量の大小に関わらず、良好な適応化制御を行うためである。
既に、実施の形態１と実施の形態２で説明したように、良好な適応化制御のためにはエコー消去量が大きい時には、適応化制御フラグＦＬＧａが有効であり、エコー消去量が小さい時には、適応化制御フラグＦＬＧｂが有効である。
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、エコー消去量に応じて適応化制御フラグＦＬＧａとＦＬＧｂを使い分けるので、エコー消去量の大小に関わらず、良好な適応化制御を行うことができる。
なお、α，βのマージンは、それぞれ近端音声レベルを残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）で近似した誤差と推定エコーレベルが推定値としたために持つ誤差を吸収する効果がある。
【００２５】
実施の形態４．
適応化制御による積和演算器のフィルタ係数切換時の異音発生をなくす構成と動作を説明する。
図６は、本発明の実施の形態４におけるフィルタ係数置換手段を備えるエコーキャンセラのブロック図である。
この図において、図１３と同一の動作をする部分については説明を省略する。
図において、切り替え手段１２は、係数置換制御手段１５より適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値を待避用メモリ１３に転送する指令を受けるとその指令に従った転送を行う点は従来例と同一であるが、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値を待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数値で置換する指令を受けた時には何もしない点は従来例とは異なる。
新しい要素である補間手段２３は、係数置換制御手段１５より適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値を待避用メモリ１３の値で置換する指令を受けた時には、即ち、現在の適応化が妥当でなくフィルタ係数を置換する時には、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）と待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）を比較し、その値の差分を計算し、Ｍ回に分割して補間する場合の１回の変更幅ＤＬ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊを、式（１３）に従って計算し、待避用メモリ１３に変更幅ＤＬ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊを保存する。なお、ここでＪは適応フィルタのｔａｐ数である。
【００２６】
図７は、Ｄｓ（ｋ）の時間変化と切り替え手段１２による転送処理のタイミングと補間手段２３による補間処理のタイミングを示している。
すなわち、Ｄｓ（ｋ）が大きくなり、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）が待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ保存のために転送されるタイミングを「Ｈ（ｊ）からＨｍ（ｊ）への保存タイミング」のパルスで示し、また、Ｄｓ（ｋ）が小さくなり、適応用メモリ１０の第１をフィルタ係数Ｈ（ｊ）の待避用メモリ１３に保存されている第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ変更するためのＭ回の補間のタイミングを「Ｈ（ｊ）の補間タイミング」のパルスで示している。
従来例を説明した図１４では、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数Ｈ（ｊ）を待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ）へ変更する処理が１回の置換であったのに対し、本発明を説明した図８ではこの変更する処理がＭ回の補間であるので、本発明で補間前の第１のフィルタ係数と第２のフィルタ係数とが大きく異なっている場合でも、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数を徐々に変更することができる。
その結果、Ｍ回目の補間が終了する時には、適応用メモリ１０の第１のフィルタ係数の値は、補間開始前の待避用メモリ１３の第２のフィルタ係数Ｈｍ（ｊ），ｊ＝１，２，．．．，Ｊと同一の値になる。
【００２７】
実施の形態５．
実施の形態１，２，３におけるレベル計算手段５，１６，６で計算される受信信号レベルＬｒｉｎ（ｋ）、送信信号レベルＬｔｉｎ（ｋ）、残差信号レベルＬｒｅｓ（ｋ）は、パワーの対数変換値としたが、これをパワーで代用しても良い。本実施の形態では、適応化制御手段に実施の形態１，２，３と同じ動作をさせるために、式（８）の計算は式（１４）に、式（９）の計算は式（１５）に、条件式（１０）の計算は式（１６）に、条件式（１１）の計算は式（１８）に、式（１２）の計算は式（２０）にそれぞれ変更される。
ただし、α’は、以下の式（１７）で表される。
ただし、β’は、以下の式（１９）で表される。
【００２８】
【数５】
また更に、推定エコーゲインＥＧの計算式（１４）及び推定エコー消去量ＥＲＬＥの計算式（２０）は、それぞれ式（２１）、式（２２）で代用しても良い。
【００３０】
【数６】
【発明の効果】
以上のように、フィルタ係数置換の際に、置換前の適応用メモリのフィルタ係数と待避用メモリのフィルタ係数の値を補間しながら置換するので、置換前の適応用メモリのフィルタ係数の値と待避用メモリのフィルタ係数の値が大きく違っていても、積和演算器の出力信号が不連続とならず、その結果残差信号に異音を生じなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における適応化制御手段の動作を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態２における適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２における適応化制御手段の動作を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態３における適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４におけるフィルタ係数置換手段を含むエコーキャンセラを示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態４における係数置換手段の動作を説明する図である。
【図８】エコーキャンセラの全体構成を示すブロック図である。
【図９】従来の適応化制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】適応フィルタの適応化を実行すべき区間の例を示した図である。
【図１１】従来の適応フィルタの適応化の実行区間の例を示した図である。
【図１２】従来の適応フィルタの適応化の実行区間の例を示した図である。
【図１３】従来のフィルタ係数置換方法を含むエコーキャンセラを示すブロック図である。
【図１４】従来の係数置換方法の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ エコー経路、２ エコー減算器、３ 適応フィルタ、４ 適応化制御手段、５，６，１６ レベル計算手段、７ レベル差計算手段、８ レベル補正手段、９ 比較手段、１０ 適応用メモリ、１１ 積和演算手段、１２ 切り替え手段、１３ 待避用メモリ、１４ フィルタ係数更新手段、１５ 係数置換制御手段、１７ エコーゲイン推定手段、１８ エコーレベル推定手段、１９，２０ 比較手段、２１ エコー消去量推定手段、２２ フラグ選択手段、２３ 補間手段。
Claims (1)
- 送信信号とエコー消去後の残差信号からアルゴリズムを用いて更新される適応化のためのフィルタ係数を記憶する適応用メモリと、
適応化が妥当と判断される間は上記適応用メモリのフィルタ係数を所定の区間分平行して記憶する待避用メモリと、
上記送信信号レベルと上記残差信号レベルとの差をみて適応フィルタの適応化のためのフィルタ係数の更新の適否を制御する係数置換制御手段と、
上記適応用メモリ中の第１のフィルタ係数の値と上記待避用メモリ中の第２のフィルタ係数の値を比較して補間する補間手段を備え、
上記係数置換制御手段が適応化が妥当ではなくて上記第１のフィルタ係数の値を上記第２のフィルタ係数の値で置換するよう制御すると、補間手段は上記第１のフィルタ係数の値と第２のフィルタ係数の値とが連続な値となるよう所定のタイミング回数で補間して順次更新するようにしたエコーキャンセラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344026A JP3631459B2 (ja) | 1996-04-25 | 2001-11-09 | エコーキャンセラ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10553896 | 1996-04-25 | ||
| JP8-105538 | 1996-04-25 | ||
| JP2001344026A JP3631459B2 (ja) | 1996-04-25 | 2001-11-09 | エコーキャンセラ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00539797A Division JP3386327B2 (ja) | 1996-04-25 | 1997-01-16 | エコーキャンセラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002198871A JP2002198871A (ja) | 2002-07-12 |
| JP3631459B2 true JP3631459B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=26445810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001344026A Expired - Fee Related JP3631459B2 (ja) | 1996-04-25 | 2001-11-09 | エコーキャンセラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3631459B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4771311B2 (ja) | 2006-02-09 | 2011-09-14 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | フィルタ係数設定装置、フィルタ係数設定方法、及びプログラム |
| TW200830706A (en) | 2007-01-12 | 2008-07-16 | Sanyo Electric Co | Filter coefficient setting device and echo prevention device |
-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001344026A patent/JP3631459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002198871A (ja) | 2002-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05327559A (ja) | エコーキャンセラ | |
| JP2000502229A (ja) | 残留信号内の電力見積を使用するエコーキャンセルのための方法および装置 | |
| JP3395388B2 (ja) | 信号適応処理装置及びエコー抑圧装置 | |
| JP4483761B2 (ja) | 拡声通話装置 | |
| US6445792B1 (en) | Echo canceller for decreasing a deterioration factor of a speech quality | |
| JPH08502869A (ja) | エコー消去器を制御するための装置および方法 | |
| US6243462B1 (en) | Echo canceller and method of controlling the same | |
| JP3631459B2 (ja) | エコーキャンセラ | |
| JP3386327B2 (ja) | エコーキャンセラ | |
| US6891948B2 (en) | Echo canceller | |
| JP3244416B2 (ja) | エコーキャンセラ | |
| JPH08256089A (ja) | エコー打消装置 | |
| JP2953954B2 (ja) | ダブルトーク検出装置およびエコーキャンセラ | |
| JP3370594B2 (ja) | エコーキャンセラのフィルタ係数更新制御装置 | |
| JP3121998B2 (ja) | 音響反響除去装置 | |
| JP3217619B2 (ja) | 音響反響除去装置 | |
| JP3217614B2 (ja) | 音響反響除去装置 | |
| JP3865050B2 (ja) | エコーキャンセラ装置 | |
| JP3121997B2 (ja) | 音響反響除去装置 | |
| JP3217618B2 (ja) | 音響反響除去装置 | |
| JP3187716B2 (ja) | 反響消去装置 | |
| JP3248550B2 (ja) | 反響消去装置 | |
| JP2002016691A (ja) | エコーキャンセラ | |
| JP4474522B2 (ja) | 残差抑圧可変型エコーキャンセラ | |
| JPH07162537A (ja) | エコーキャンセラと併用する音声スイッチの制御方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040512 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041018 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041208 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041214 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041216 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |