JPH08288890A - 適応型フィルタリングのための方法および装置 - Google Patents
適応型フィルタリングのための方法および装置Info
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- JPH08288890A JPH08288890A JP8075049A JP7504996A JPH08288890A JP H08288890 A JPH08288890 A JP H08288890A JP 8075049 A JP8075049 A JP 8075049A JP 7504996 A JP7504996 A JP 7504996A JP H08288890 A JPH08288890 A JP H08288890A
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- signal
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H21/00—Adaptive networks
- H03H21/0012—Digital adaptive filters
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有限インパルス(FIR)フィルタの特性評
価が、FIRフィルタのタップの値をタップのグループ
として定期的に更新する修正された最小二乗平均法を使
って行なわれる。 【解決手段】 現在の入力信号サンプルに対して更新さ
れたタップに対して、将来の入力信号サンプルに対する
将来のコンボルーション値が計算され、そして信号応答
の部分的評価値も計算される。次に、以前に過去の入力
信号サンプルにおいて計算されていて、メモリの中に格
納されている将来のコンボルーション、欠落タップ更新
コンボルーションおよび正規化された誤差信号の値から
計算される部分的信号応答および他の信号応答の部分的
評価を加算することによって、期待される応答が計算さ
れる。
価が、FIRフィルタのタップの値をタップのグループ
として定期的に更新する修正された最小二乗平均法を使
って行なわれる。 【解決手段】 現在の入力信号サンプルに対して更新さ
れたタップに対して、将来の入力信号サンプルに対する
将来のコンボルーション値が計算され、そして信号応答
の部分的評価値も計算される。次に、以前に過去の入力
信号サンプルにおいて計算されていて、メモリの中に格
納されている将来のコンボルーション、欠落タップ更新
コンボルーションおよび正規化された誤差信号の値から
計算される部分的信号応答および他の信号応答の部分的
評価を加算することによって、期待される応答が計算さ
れる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にディジタル信
号処理の分野に関し、特に、適応型有限インパルス応答
フィルタに関する。
号処理の分野に関し、特に、適応型有限インパルス応答
フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】適応型有限インパルス応答(FIR)フ
ィルタは、例えば、ネットワーク通信および医用計測器
のシステムなどのディジタル信号処理システムにおい
て、信号の応答を特性評価するために使われる。例え
ば、適応型FIRフィルタを含んでいる回線エコー・キ
ャンセラは、ポイント・ツー・ポイントの遠隔通信ネッ
トワーク・チャネルの加入者ループ信号径路において発
生する望ましくないエコーを消去する目的で遠隔通信ネ
ットワークの中に通常含まれている。回線エコーは、軽
減されないままに放置されていた場合、電話の呼出し側
が、そのチャネルの他の端においてその呼出しパーティ
が伝送する音声信号と一緒に自分自身の音声のエコーが
遅延された可聴音を受信する。通常、適応型FIRフィ
ルタはデータを記憶するためのメモリ、および信号径路
の信号応答を計算することに関係する算術演算を実行す
るための、プログラムされたマイクロプロセッサまたは
マイクロコントローラを適切に含んでいるディジタル回
路を使って実装される。通常、よく知られている最小二
乗法(LMS)FIR技法が信号応答の評価を計算する
ために利用される。例えば、通信ネットワークのエコー
・キャンセラに実装されている適応型FIR型フィルタ
は、通常は応答のエコー信号の評価であるy^(t)、
入力音声信号から作られることになるy(t)、ネット
ワークのチャネルにおいて提供されるx(t)を、次の
LMS評価式に従って、計算する。
ィルタは、例えば、ネットワーク通信および医用計測器
のシステムなどのディジタル信号処理システムにおい
て、信号の応答を特性評価するために使われる。例え
ば、適応型FIRフィルタを含んでいる回線エコー・キ
ャンセラは、ポイント・ツー・ポイントの遠隔通信ネッ
トワーク・チャネルの加入者ループ信号径路において発
生する望ましくないエコーを消去する目的で遠隔通信ネ
ットワークの中に通常含まれている。回線エコーは、軽
減されないままに放置されていた場合、電話の呼出し側
が、そのチャネルの他の端においてその呼出しパーティ
が伝送する音声信号と一緒に自分自身の音声のエコーが
遅延された可聴音を受信する。通常、適応型FIRフィ
ルタはデータを記憶するためのメモリ、および信号径路
の信号応答を計算することに関係する算術演算を実行す
るための、プログラムされたマイクロプロセッサまたは
マイクロコントローラを適切に含んでいるディジタル回
路を使って実装される。通常、よく知られている最小二
乗法(LMS)FIR技法が信号応答の評価を計算する
ために利用される。例えば、通信ネットワークのエコー
・キャンセラに実装されている適応型FIR型フィルタ
は、通常は応答のエコー信号の評価であるy^(t)、
入力音声信号から作られることになるy(t)、ネット
ワークのチャネルにおいて提供されるx(t)を、次の
LMS評価式に従って、計算する。
【0003】
【数1】 ここでhn (t)は応答エコー信号y(t)と、入力信
号x(t)との間の期待される関係の評価であり、nは
時刻tに対するn番目のFIR係数またはタップを表
し、Nはタップの合計個数に等しい。この適応型FIR
フィルタはさらに、エコー・キャンセラによってサービ
スされるチャネル上で受信されるすべての入力信号サン
プルx[t]に対してhn (t)の各タップに対する更
新された値を次のLMS更新の式に従って計算する。
号x(t)との間の期待される関係の評価であり、nは
時刻tに対するn番目のFIR係数またはタップを表
し、Nはタップの合計個数に等しい。この適応型FIR
フィルタはさらに、エコー・キャンセラによってサービ
スされるチャネル上で受信されるすべての入力信号サン
プルx[t]に対してhn (t)の各タップに対する更
新された値を次のLMS更新の式に従って計算する。
【数2】 および
【数3】 ここでAは利得のスケーリング・ファクタである。
【0004】上記のLMSベースの適応型FIRフィル
タの実装では、マイクロプロセッサは提供される入力信
号サンプルx[t]のすべてに対して、メモリからN個
のタップ値hn (t)および以前のN−1個の入力信号
サンプル値x[t−n]を読み出さなければならず、そ
してN個の更新されたタップ値hn (t+1)および現
在の入力信号サンプル値x(t)をメモリへ書き込まな
ければならない。言い換えれば、1秒間に3N回のメモ
リ・アクセスを実行しなければならない。
タの実装では、マイクロプロセッサは提供される入力信
号サンプルx[t]のすべてに対して、メモリからN個
のタップ値hn (t)および以前のN−1個の入力信号
サンプル値x[t−n]を読み出さなければならず、そ
してN個の更新されたタップ値hn (t+1)および現
在の入力信号サンプル値x(t)をメモリへ書き込まな
ければならない。言い換えれば、1秒間に3N回のメモ
リ・アクセスを実行しなければならない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】FIRに対して提供さ
れる各入力サンプルに対して必要なメモリ・アクセスの
回数がマイクロプロセッサの能力を制限し、それによっ
てFIRフィルタの能力が制限される。例えば、エコー
・キャンセラの中のFIRフィルタは、多くの信号径路
または長い径路長を持っている信号径路の信号応答を同
時並行的に特性評価することができない可能性がある。
そのような適応型FIRフィルタの能力は、フィルタの
中のタップの数Nとそのフィルタによってサービスされ
るチャネルの数の積によって測定される。例えば、64
ミリ秒のエコー径路の32個のチャネルをサービスする
ためのエコー・キャンセラの中で使われている適応型F
IRフィルタ(ここでサンプリング周波数は8kHz)
はチャネル当たりに512個のタップから構成され、3
92MHzを超えるメモリ・アクセス速度を必要とする
ことになる。
れる各入力サンプルに対して必要なメモリ・アクセスの
回数がマイクロプロセッサの能力を制限し、それによっ
てFIRフィルタの能力が制限される。例えば、エコー
・キャンセラの中のFIRフィルタは、多くの信号径路
または長い径路長を持っている信号径路の信号応答を同
時並行的に特性評価することができない可能性がある。
そのような適応型FIRフィルタの能力は、フィルタの
中のタップの数Nとそのフィルタによってサービスされ
るチャネルの数の積によって測定される。例えば、64
ミリ秒のエコー径路の32個のチャネルをサービスする
ためのエコー・キャンセラの中で使われている適応型F
IRフィルタ(ここでサンプリング周波数は8kHz)
はチャネル当たりに512個のタップから構成され、3
92MHzを超えるメモリ・アクセス速度を必要とする
ことになる。
【0006】明らかに、適応型FIRフィルタに対する
1秒当たりのメモリ・アクセスの必要な回数は、そのF
IRフィルタの実装の最大クロック・レートを超えるこ
とはできない。現在、CMOSの技術は約80−100
MHzのクロック・レートでメモリとの間でデータを読
み書きすることができるマイクロプロセッサを提供す
る。したがって、上記のエコー・キャンセラの動作例の
場合、サービスされるエコー径路の遅延またはチャネル
の数に関係している条件がそれに従って修正されなけれ
ばならないことになる。より速いクロック速度を達成す
るための技術が開発される可能性はあるが、適応型FI
Rフィルタの能力は依然として特定の入力信号サンプル
に対するインパルス応答を特性評価するために実行され
なければならないメモリ・アクセスの回数によって制限
される。
1秒当たりのメモリ・アクセスの必要な回数は、そのF
IRフィルタの実装の最大クロック・レートを超えるこ
とはできない。現在、CMOSの技術は約80−100
MHzのクロック・レートでメモリとの間でデータを読
み書きすることができるマイクロプロセッサを提供す
る。したがって、上記のエコー・キャンセラの動作例の
場合、サービスされるエコー径路の遅延またはチャネル
の数に関係している条件がそれに従って修正されなけれ
ばならないことになる。より速いクロック速度を達成す
るための技術が開発される可能性はあるが、適応型FI
Rフィルタの能力は依然として特定の入力信号サンプル
に対するインパルス応答を特性評価するために実行され
なければならないメモリ・アクセスの回数によって制限
される。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はシステムへの各
入力サンプルに対してメモリ・アクセスの回数を減らし
て実行することによって、システムの信号応答の正確な
評価値を計算するための方法および装置を提供する。し
たがって、与えられたクロック速度で動作する適応型F
IRフィルタのマイクロプロセッサによる実装は、多く
のシステムに対して、そして応答を特性評価するための
目的のために多くのFIRタップを必要とするシステム
に対する応答信号の評価値を同時並行的に計算すること
ができる。
入力サンプルに対してメモリ・アクセスの回数を減らし
て実行することによって、システムの信号応答の正確な
評価値を計算するための方法および装置を提供する。し
たがって、与えられたクロック速度で動作する適応型F
IRフィルタのマイクロプロセッサによる実装は、多く
のシステムに対して、そして応答を特性評価するための
目的のために多くのFIRタップを必要とするシステム
に対する応答信号の評価値を同時並行的に計算すること
ができる。
【0008】本発明の一実施例において、N個のタップ
を備えたFIRフィルタがタップをM個のサブセット・
ブロックに分割し、各ブロックがN/M個のタップを持
つようにする。これらのサブセット・ブロックの中のタ
ップの値は、FIRの各タップが定期的に更新されるよ
うに、LMS更新式の修正バージョンを使うことによっ
てM個の入力信号ごとに毎回更新される。したがって、
FIRタップ値の一部分だけが各入力信号サンプルに対
してメモリとの間で読み書きされ、そして入力信号の以
前のサンプル値の一部分だけが各入力信号サンプルに対
してメモリから読み出される。考察対象の現在の入力信
号サンプルに対して、過去の入力信号サンプル値と現在
更新されているサブセット・ブロックのタップ値とのコ
ンボルーションが計算され、それが将来のコンボルーシ
ョン値としてメモリに格納される。さらに、過去の入力
信号サンプル値の欠落したタップ更新コンボルーション
が計算され、その後、各入力サンプルごとにすべてのF
IRタップを絶えず更新しないことから生じる可能性の
あるタップ値の不正確性を補正するために格納される。
次に、現在の入力信号サンプルに対する評価された応答
信号が、(i) 過去の入力信号サンプル値と現在更新され
ているサブセット・ブロックに対するタップ値とのコン
ボルーションと、(ii)欠落したタップ更新コンボルーシ
ョン、現在の入力信号サンプルに対して計算されて以前
に格納された正規化された誤差信号値によって修正され
た現在の入力信号サンプルに対応している将来のコンボ
ルーションの格納された値との加算結果から発生され
る。応答信号値の評価の精度を改善するために利用する
ことができる、エコー信号と評価されたエコー信号との
差に基づいた誤差信号値の計算は、M−1個の入力信号
サンプルに対して遅延される。
を備えたFIRフィルタがタップをM個のサブセット・
ブロックに分割し、各ブロックがN/M個のタップを持
つようにする。これらのサブセット・ブロックの中のタ
ップの値は、FIRの各タップが定期的に更新されるよ
うに、LMS更新式の修正バージョンを使うことによっ
てM個の入力信号ごとに毎回更新される。したがって、
FIRタップ値の一部分だけが各入力信号サンプルに対
してメモリとの間で読み書きされ、そして入力信号の以
前のサンプル値の一部分だけが各入力信号サンプルに対
してメモリから読み出される。考察対象の現在の入力信
号サンプルに対して、過去の入力信号サンプル値と現在
更新されているサブセット・ブロックのタップ値とのコ
ンボルーションが計算され、それが将来のコンボルーシ
ョン値としてメモリに格納される。さらに、過去の入力
信号サンプル値の欠落したタップ更新コンボルーション
が計算され、その後、各入力サンプルごとにすべてのF
IRタップを絶えず更新しないことから生じる可能性の
あるタップ値の不正確性を補正するために格納される。
次に、現在の入力信号サンプルに対する評価された応答
信号が、(i) 過去の入力信号サンプル値と現在更新され
ているサブセット・ブロックに対するタップ値とのコン
ボルーションと、(ii)欠落したタップ更新コンボルーシ
ョン、現在の入力信号サンプルに対して計算されて以前
に格納された正規化された誤差信号値によって修正され
た現在の入力信号サンプルに対応している将来のコンボ
ルーションの格納された値との加算結果から発生され
る。応答信号値の評価の精度を改善するために利用する
ことができる、エコー信号と評価されたエコー信号との
差に基づいた誤差信号値の計算は、M−1個の入力信号
サンプルに対して遅延される。
【0009】代わりの実施例においては、適応型FIR
フィルタの実装のタップは最初のM個のタップを含んで
いる第1サブセット・ブロックおよびM個の二次サブセ
ット・ブロックにグループ化される。各二次サブセット
・ブロックは、残りのN−M個のタップのうちの(N−
M)/Mを含んでいる。第1サブセット・ブロックのタ
ップは通常のLMS技法を使って入力信号サンプルごと
に更新される。M個の二次サブセット・ブロックのタッ
プは二次サブセット・ブロックの各タップが定期的に更
新されるように、修正されたLMS更新の式を使ってM
番目の信号サンプルごとに更新される。将来のコンボル
ーションおよび欠落した更新コンボルーションの値が上
記の実施例の場合と同様に計算されて記憶される。その
後、現在の入力信号サンプルに対する評価された応答信
号が、(i) 過去の入力信号値と最初のM個のタップとの
コンボルーションと、(ii)過去の入力信号サンプル値と
現在の更新されたサブセット・ブロックに対するタップ
値とのコンボルーションと、(iii) 欠落したタップ更新
コンボルーションによって調整される現在の入力信号サ
ンプルおよび上記のように現在の入力信号サンプルに対
して計算された正規化された誤差信号値に対応している
将来のコンボルーションの記憶された値とを加算した結
果から発生される。実際の信号応答と評価された信号応
答との差が遅延なしに計算され、誤差信号の値が得られ
る。それは応答信号値を評価する精度を改善するために
利用できる。本発明のその他の特徴および利点は、次の
詳細説明および付属の図面を参照することによって、こ
の分野の技術に熟達した人に対しては容易に明らかにな
る。
フィルタの実装のタップは最初のM個のタップを含んで
いる第1サブセット・ブロックおよびM個の二次サブセ
ット・ブロックにグループ化される。各二次サブセット
・ブロックは、残りのN−M個のタップのうちの(N−
M)/Mを含んでいる。第1サブセット・ブロックのタ
ップは通常のLMS技法を使って入力信号サンプルごと
に更新される。M個の二次サブセット・ブロックのタッ
プは二次サブセット・ブロックの各タップが定期的に更
新されるように、修正されたLMS更新の式を使ってM
番目の信号サンプルごとに更新される。将来のコンボル
ーションおよび欠落した更新コンボルーションの値が上
記の実施例の場合と同様に計算されて記憶される。その
後、現在の入力信号サンプルに対する評価された応答信
号が、(i) 過去の入力信号値と最初のM個のタップとの
コンボルーションと、(ii)過去の入力信号サンプル値と
現在の更新されたサブセット・ブロックに対するタップ
値とのコンボルーションと、(iii) 欠落したタップ更新
コンボルーションによって調整される現在の入力信号サ
ンプルおよび上記のように現在の入力信号サンプルに対
して計算された正規化された誤差信号値に対応している
将来のコンボルーションの記憶された値とを加算した結
果から発生される。実際の信号応答と評価された信号応
答との差が遅延なしに計算され、誤差信号の値が得られ
る。それは応答信号値を評価する精度を改善するために
利用できる。本発明のその他の特徴および利点は、次の
詳細説明および付属の図面を参照することによって、こ
の分野の技術に熟達した人に対しては容易に明らかにな
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に従って、動作する適応型
FIRフィルタはシステムの応答特性を評価し、そのシ
ステムに対して提供される入力信号に対する応答信号の
評価を計算する。説明の目的のために、本発明はポイン
ト・ツー・ポイントの遠隔通信チャネルの信号径路に現
われるエコー信号を打ち消すために提供される、遠隔通
信ネットワークの一部であるエコー・キャンセラの中に
適切に含めることができる適応型FIRフィルタに関連
して記述される。しかし、以下に記述される本発明の概
念は、同様な動作を実行する目的で他のシステムにおけ
る適応型FIRフィルタを実装するために同様に適用で
きることが理解されるべきである。
FIRフィルタはシステムの応答特性を評価し、そのシ
ステムに対して提供される入力信号に対する応答信号の
評価を計算する。説明の目的のために、本発明はポイン
ト・ツー・ポイントの遠隔通信チャネルの信号径路に現
われるエコー信号を打ち消すために提供される、遠隔通
信ネットワークの一部であるエコー・キャンセラの中に
適切に含めることができる適応型FIRフィルタに関連
して記述される。しかし、以下に記述される本発明の概
念は、同様な動作を実行する目的で他のシステムにおけ
る適応型FIRフィルタを実装するために同様に適用で
きることが理解されるべきである。
【0011】図1は2つのパーティ間のポイント・ツー
・ポイントの通信または電話の呼出しに関係付けられ
る、適切なコンポーネントおよび信号径路を含んでいる
代表的なポイント・ツー・ポイントの遠隔通信回路10
0を示している。回路100は第1および第2の電話機
110および170、第1および第2のローカル交換ネ
ットワーク120および160、第1および第2のエコ
ー・キャンセラ130および150および長距離ネット
ワーク140を含んでいる。第1の電話機110は通常
は加入者ループ接続または第1の2線式回線115によ
って第1のローカル・ネットワーク120に接続され
る。同様に、第2の電話機170は、第2の2線式回線
165を通して第2のローカル・ネットワーク160に
接続される。第1のローカル・ネットワーク120はエ
コー・キャンセラ130を通して長距離ネットワーク1
40に接続され、第2のローカル・ネットワーク160
は同様にエコー・キャンセラ150を通して長距離ネッ
トワーク140に接続される。第1のローカル・ネット
ワーク120と、エコー・キャンセラ130との間およ
び、第2のローカル・ネットワーク160と、エコー・
キャンセラ150との間の接続は、複数のマルチプレッ
クスされた信号の伝送のために設けられている4線式ト
ランクとしてよく知られている。
・ポイントの通信または電話の呼出しに関係付けられ
る、適切なコンポーネントおよび信号径路を含んでいる
代表的なポイント・ツー・ポイントの遠隔通信回路10
0を示している。回路100は第1および第2の電話機
110および170、第1および第2のローカル交換ネ
ットワーク120および160、第1および第2のエコ
ー・キャンセラ130および150および長距離ネット
ワーク140を含んでいる。第1の電話機110は通常
は加入者ループ接続または第1の2線式回線115によ
って第1のローカル・ネットワーク120に接続され
る。同様に、第2の電話機170は、第2の2線式回線
165を通して第2のローカル・ネットワーク160に
接続される。第1のローカル・ネットワーク120はエ
コー・キャンセラ130を通して長距離ネットワーク1
40に接続され、第2のローカル・ネットワーク160
は同様にエコー・キャンセラ150を通して長距離ネッ
トワーク140に接続される。第1のローカル・ネット
ワーク120と、エコー・キャンセラ130との間およ
び、第2のローカル・ネットワーク160と、エコー・
キャンセラ150との間の接続は、複数のマルチプレッ
クスされた信号の伝送のために設けられている4線式ト
ランクとしてよく知られている。
【0012】好ましいことに、第1および第2の電話機
110および170は従来のコンポーネントであり、第
1および第2のローカル・ネットワーク120および1
60、そして長距離ネットワーク140はよく知られて
いる遠隔通信回路である。さらに、第1および第2の2
線式回線115、および165および回路100の中の
ネットワークを相互接続しているトランクは標準のコン
ポーネントが適している。
110および170は従来のコンポーネントであり、第
1および第2のローカル・ネットワーク120および1
60、そして長距離ネットワーク140はよく知られて
いる遠隔通信回路である。さらに、第1および第2の2
線式回線115、および165および回路100の中の
ネットワークを相互接続しているトランクは標準のコン
ポーネントが適している。
【0013】回路100に示されているように、エコー
・キャンセラは通常、長距離交換ネットワークの各端に
設置されている。しかし、本発明の技法に従って、実装
されるエコー・キャンセラは、他のネットワーク・コン
ポーネント、例えば、ローカルまたは長距離のネットワ
ークの中に含めることができ、そして他のネットワーク
構成におけるエコー信号の打ち消しを提供することがで
きる。説明の目的で、第1および第2のパーティは第1
および第2の電話機110および170の場所にそれぞ
れあり、そして電話機において提供される音声信号は従
来の技法を使って回路100の中で伝送のために入力信
号サンプルとしてディジタイズされる。
・キャンセラは通常、長距離交換ネットワークの各端に
設置されている。しかし、本発明の技法に従って、実装
されるエコー・キャンセラは、他のネットワーク・コン
ポーネント、例えば、ローカルまたは長距離のネットワ
ークの中に含めることができ、そして他のネットワーク
構成におけるエコー信号の打ち消しを提供することがで
きる。説明の目的で、第1および第2のパーティは第1
および第2の電話機110および170の場所にそれぞ
れあり、そして電話機において提供される音声信号は従
来の技法を使って回路100の中で伝送のために入力信
号サンプルとしてディジタイズされる。
【0014】回路100の中の第1のパーティと第2の
パーティとの間のポイント・ツー・ポイントの通信は次
のように行われる。入力信号サンプルは第1の電話機1
10の場所に居る第1のパーティから、2線式回線11
5を経由してローカル・ネットワーク120へ送られ、
その後マルチプレックスされた形式で長距離ネットワー
ク140へエコー・キャンセラ130を経由して回送さ
れる。次に、長距離ネットワーク140は、その入力信
号をエコー・キャンセラ150経由で第2のローカル・
ネットワーク160へ回送する。第2のローカル・ネッ
トワーク160は、その入力信号サンプルをデマルチプ
レックスし、2線式回線165を経由して、それを第2
の電話機170へ回送する。同様に、第2の電話機17
0の場所に居る第2のパーティからの入力信号は回路1
00のコンポーネントを逆の順に通過して第1の電話機
110に到達する。
パーティとの間のポイント・ツー・ポイントの通信は次
のように行われる。入力信号サンプルは第1の電話機1
10の場所に居る第1のパーティから、2線式回線11
5を経由してローカル・ネットワーク120へ送られ、
その後マルチプレックスされた形式で長距離ネットワー
ク140へエコー・キャンセラ130を経由して回送さ
れる。次に、長距離ネットワーク140は、その入力信
号をエコー・キャンセラ150経由で第2のローカル・
ネットワーク160へ回送する。第2のローカル・ネッ
トワーク160は、その入力信号サンプルをデマルチプ
レックスし、2線式回線165を経由して、それを第2
の電話機170へ回送する。同様に、第2の電話機17
0の場所に居る第2のパーティからの入力信号は回路1
00のコンポーネントを逆の順に通過して第1の電話機
110に到達する。
【0015】エコー信号は入力信号サンプルが第1およ
び第2の電話機110および170の間でそれぞれ伝送
される時の副産物として回路100の中で発生される。
ほとんどの部分に対して、エコー信号は各宛先の電話機
と、その対応するローカル・ネットワークとの間で回路
100の中で発生される。例えば、エコー信号は第1の
電話機110から第2の電話機170へ伝送される入力
信号からローカル・ネットワーク160と電話機170
との間で発生される。そのエコー信号は第2の2線式回
線165の上での送信中に第2のローカル・ネットワー
クへ向けて逆に結合される入力信号の、遅延され、振幅
が減少し、そしておそらく歪んだ複製を含む。緩和され
ないままに放置されていた場合、エコー信号は第1の電
話機110へ戻ってきて、第1の呼出し者が第2の呼出
し者から提供されていた可能性のある何らかの音声信号
と一緒に自分の音声、入力信号の好ましくないエコー音
を聞くことになる。
び第2の電話機110および170の間でそれぞれ伝送
される時の副産物として回路100の中で発生される。
ほとんどの部分に対して、エコー信号は各宛先の電話機
と、その対応するローカル・ネットワークとの間で回路
100の中で発生される。例えば、エコー信号は第1の
電話機110から第2の電話機170へ伝送される入力
信号からローカル・ネットワーク160と電話機170
との間で発生される。そのエコー信号は第2の2線式回
線165の上での送信中に第2のローカル・ネットワー
クへ向けて逆に結合される入力信号の、遅延され、振幅
が減少し、そしておそらく歪んだ複製を含む。緩和され
ないままに放置されていた場合、エコー信号は第1の電
話機110へ戻ってきて、第1の呼出し者が第2の呼出
し者から提供されていた可能性のある何らかの音声信号
と一緒に自分の音声、入力信号の好ましくないエコー音
を聞くことになる。
【0016】本発明の技法によると、エコー・キャンセ
ラ150の適応型FIRフィルタの実装は図2B、図
3、図4、図5および図6の接続の中で記述されている
方法を使って、電話機110において提供される音声の
入力信号に関係したエコー信号を打ち消す。しかし、エ
コー・キャンセラ150は電話機170の場所に居る第
2の呼出しパーティから提供される音声信号が電話機1
10へ実質的に不変のまま伝播することを許す。説明の
目的で、本発明はエコー・キャンセラ150の動作に関
して記述される。しかし、エコー・キャンセラ130は
電話機170にエコー信号が到着する前に打ち消すよう
に同様に動作することができる。エコー・キャンセラ1
50の制御および他の非線形機能は、この説明の中には
含まれていない。というのは、それらはこの技術の分野
でよく知られており、本発明の一部ではないからであ
る。
ラ150の適応型FIRフィルタの実装は図2B、図
3、図4、図5および図6の接続の中で記述されている
方法を使って、電話機110において提供される音声の
入力信号に関係したエコー信号を打ち消す。しかし、エ
コー・キャンセラ150は電話機170の場所に居る第
2の呼出しパーティから提供される音声信号が電話機1
10へ実質的に不変のまま伝播することを許す。説明の
目的で、本発明はエコー・キャンセラ150の動作に関
して記述される。しかし、エコー・キャンセラ130は
電話機170にエコー信号が到着する前に打ち消すよう
に同様に動作することができる。エコー・キャンセラ1
50の制御および他の非線形機能は、この説明の中には
含まれていない。というのは、それらはこの技術の分野
でよく知られており、本発明の一部ではないからであ
る。
【0017】図2Aは標準のディジタル信号プロセッサ
153A、標準のメモリ153Bおよび標準のデュアル
入力加算器157を含んでいる個々の機能ブロックとし
て、エコー・キャンセラ150の実験的な実施例を示し
ている。これらのブロックが代表する機能は、ソフトウ
エアを実行できるハードウエア(これには限定されない
が)などの、共有の、あるいは専用のハードウエアのい
ずれかを使うことによって提供される。エコー・キャン
セラ130はエコー・キャンセラ150にその構造およ
び動作が類似しており、同一であることが好ましいこ
と、そしてメモリ153Bはエコー・キャンセラ150
に対して完全に、あるいは部分的に外部にあることが理
解されるべきである。説明の目的で、エコー・キャンセ
ラ150は音声信号のディジタイズされたサンプルにつ
いて適切に動作する。しかし、エコー・キャンセラ15
0は既知の技法に従って、アナログ・ツー・ディジタル
変換器を含めることによってアナログ音声信号について
も容易に利用できることが理解されるべきである。
153A、標準のメモリ153Bおよび標準のデュアル
入力加算器157を含んでいる個々の機能ブロックとし
て、エコー・キャンセラ150の実験的な実施例を示し
ている。これらのブロックが代表する機能は、ソフトウ
エアを実行できるハードウエア(これには限定されない
が)などの、共有の、あるいは専用のハードウエアのい
ずれかを使うことによって提供される。エコー・キャン
セラ130はエコー・キャンセラ150にその構造およ
び動作が類似しており、同一であることが好ましいこ
と、そしてメモリ153Bはエコー・キャンセラ150
に対して完全に、あるいは部分的に外部にあることが理
解されるべきである。説明の目的で、エコー・キャンセ
ラ150は音声信号のディジタイズされたサンプルにつ
いて適切に動作する。しかし、エコー・キャンセラ15
0は既知の技法に従って、アナログ・ツー・ディジタル
変換器を含めることによってアナログ音声信号について
も容易に利用できることが理解されるべきである。
【0018】エコー・キャンセラ150において、音声
信号入力151はプロセッサ153Aの入力154に接
続され、長距離ネットワーク140と第2のローカル・
ネットワーク160との間でエコー・キャンセラ150
を通して接続を提供する。エコー信号入力152は第2
のローカル・ネットワーク160からのトランクを加算
器157の第1入力158へ接続する。加算器157の
第2の減算入力159はプロセッサ153Aの出力15
6に接続され、加算器157の出力はプロセッサ153
Aの第2入力155以外に長距離ネットワーク140へ
も接続される。エコー信号入力152は第2の電話機1
70の場所に居る第2のパーティと、第1の電話機11
0の場所に居る第1のパーティとの間の音声信号径路の
一部としても働くことに注意する必要がある。
信号入力151はプロセッサ153Aの入力154に接
続され、長距離ネットワーク140と第2のローカル・
ネットワーク160との間でエコー・キャンセラ150
を通して接続を提供する。エコー信号入力152は第2
のローカル・ネットワーク160からのトランクを加算
器157の第1入力158へ接続する。加算器157の
第2の減算入力159はプロセッサ153Aの出力15
6に接続され、加算器157の出力はプロセッサ153
Aの第2入力155以外に長距離ネットワーク140へ
も接続される。エコー信号入力152は第2の電話機1
70の場所に居る第2のパーティと、第1の電話機11
0の場所に居る第1のパーティとの間の音声信号径路の
一部としても働くことに注意する必要がある。
【0019】エコー・キャンセラ150による電話機1
10に対するエコー打ち消し動作は次のように発生す
る。入力151において電話機110から提供される音
声信号のディジタイズされた入力信号サンプル、x
(t)がプロセッサ153Aの入力154へ回送され
る。通常の状況下では、入力信号サンプルx(t)はエ
コー・キャンセラ150を通って第2のローカル・ネッ
トワーク160へも送られ、そしてさらに第2の電話機
170へ伝播する。第2の2線式回線165において、
x(t)の遅延され、振幅が減少し、そしておそらく歪
んだ複製信号(これ以降ではエコー信号y(t)と呼ば
れる)がエコー・キャンセラ150のエコー信号入力1
52へ向かって逆に伝送されるように結合される。
10に対するエコー打ち消し動作は次のように発生す
る。入力151において電話機110から提供される音
声信号のディジタイズされた入力信号サンプル、x
(t)がプロセッサ153Aの入力154へ回送され
る。通常の状況下では、入力信号サンプルx(t)はエ
コー・キャンセラ150を通って第2のローカル・ネッ
トワーク160へも送られ、そしてさらに第2の電話機
170へ伝播する。第2の2線式回線165において、
x(t)の遅延され、振幅が減少し、そしておそらく歪
んだ複製信号(これ以降ではエコー信号y(t)と呼ば
れる)がエコー・キャンセラ150のエコー信号入力1
52へ向かって逆に伝送されるように結合される。
【0020】信号x(t)が出力162においてエコー
・キャンセラ150から出発する時と、エコー信号y
(t)が入力152においてエコー・キャンセラ150
に逆に戻ってくる時との間の時間遅れはエコー・パス遅
延と呼ばれる。本発明によると、プロセッサ153Aは
LMSの技法を使って、このエコー・パスの適応型FI
Rフィルタのインパルス応答特性をシミュレートする。
その中でFIRフィルタは時変のインパルス応答、H
(t)を持っているものとして表され、それは一連のN
個のタップ、hn (t)を含んでいる。ここでn=0〜
N−1であり、Nは最大のエコー・パス遅延に比例して
おり、フィルタが十分にエコーを打ち消すのに必要なタ
ップの個数に等しい。図2Bに関して以下に説明される
ように、エコー・キャンセラ150のプロセッサ153
Aはエコー信号y(t)が加算器157に対する入力1
52を通って伝播する時にエコー信号y^(t)の推定
値を出力156において提供する。次に、加算器157
はy^(t)をy(t)から減算し、誤差信号e(t)
を出力157において発生する。インパルス応答のタッ
プの値hn (t)がそのエコー・パスを正確に特性付け
る場合、その誤差信号e(t)は完全には消去されない
場合でも大幅に減衰される。言い換えれば、入力信号x
(t)から作られたエコー信号y(t)は実質的に打ち
消され、電話機110の場所に居る第1の呼出し者によ
って受信されない。プロセッサ153Aは誤差信号e
(t)の値を利用してFIRフィルタのタップの値を更
新し、エコー・パスのインパルス応答の評価が実際のエ
コーのインパルス応答に収れんするようにさせる。エコ
ー・キャンセラ150は電話機170から発せられる入
力信号が加算器157を通過することを許すように適切
に動作することが理解されるべきである。というのは、
これらの入力信号はy^(t)には含まれていないから
である。
・キャンセラ150から出発する時と、エコー信号y
(t)が入力152においてエコー・キャンセラ150
に逆に戻ってくる時との間の時間遅れはエコー・パス遅
延と呼ばれる。本発明によると、プロセッサ153Aは
LMSの技法を使って、このエコー・パスの適応型FI
Rフィルタのインパルス応答特性をシミュレートする。
その中でFIRフィルタは時変のインパルス応答、H
(t)を持っているものとして表され、それは一連のN
個のタップ、hn (t)を含んでいる。ここでn=0〜
N−1であり、Nは最大のエコー・パス遅延に比例して
おり、フィルタが十分にエコーを打ち消すのに必要なタ
ップの個数に等しい。図2Bに関して以下に説明される
ように、エコー・キャンセラ150のプロセッサ153
Aはエコー信号y(t)が加算器157に対する入力1
52を通って伝播する時にエコー信号y^(t)の推定
値を出力156において提供する。次に、加算器157
はy^(t)をy(t)から減算し、誤差信号e(t)
を出力157において発生する。インパルス応答のタッ
プの値hn (t)がそのエコー・パスを正確に特性付け
る場合、その誤差信号e(t)は完全には消去されない
場合でも大幅に減衰される。言い換えれば、入力信号x
(t)から作られたエコー信号y(t)は実質的に打ち
消され、電話機110の場所に居る第1の呼出し者によ
って受信されない。プロセッサ153Aは誤差信号e
(t)の値を利用してFIRフィルタのタップの値を更
新し、エコー・パスのインパルス応答の評価が実際のエ
コーのインパルス応答に収れんするようにさせる。エコ
ー・キャンセラ150は電話機170から発せられる入
力信号が加算器157を通過することを許すように適切
に動作することが理解されるべきである。というのは、
これらの入力信号はy^(t)には含まれていないから
である。
【0021】図2Bはプロセッサ153Aがポイント・
ツー・ポイントの通信チャネルのエコー・パスの応答を
近似するFIRフィルタとしてエコー・キャンセラ15
0を実装するために実行できる動作の機能的なフロー図
200を示している。図3、図4、図5および図6はフ
ロー図200の中で一般的に表されている動作を詳細に
示している。以下にさらに詳しく説明されるように、本
発明は信号径路の特性を評価し、入力信号サンプルに対
する評価された応答信号を計算し、それによってエコー
・キャンセラを実装するために現在使われているハード
ウエアの能力を増加するためのエコー・キャンセラ15
0によって、チャネル上で受信された入力信号サンプル
当たりに実行されるメモリの読出しおよび書込み、すな
わち、メモリ・アクセスの回数が減少する利点を提供す
る。
ツー・ポイントの通信チャネルのエコー・パスの応答を
近似するFIRフィルタとしてエコー・キャンセラ15
0を実装するために実行できる動作の機能的なフロー図
200を示している。図3、図4、図5および図6はフ
ロー図200の中で一般的に表されている動作を詳細に
示している。以下にさらに詳しく説明されるように、本
発明は信号径路の特性を評価し、入力信号サンプルに対
する評価された応答信号を計算し、それによってエコー
・キャンセラを実装するために現在使われているハード
ウエアの能力を増加するためのエコー・キャンセラ15
0によって、チャネル上で受信された入力信号サンプル
当たりに実行されるメモリの読出しおよび書込み、すな
わち、メモリ・アクセスの回数が減少する利点を提供す
る。
【0022】図2Bを参照して、ステップ204におい
て、プロセッサ153AはH(t)のタップをM個のグ
ループのサブセット・ブロックに分割する。そのサブセ
ット・ブロックはそれぞれN/M個のタップを含む。こ
こでMはNの適切な整数の除数であり、通常は2と10
の間の値で、3または4に等しいことが望ましい。タッ
プの各サブセット・ブロックはLMS更新式[2a]お
よび[2b]の僅かな変形(以下修正LMS更新式と呼
ぶ)に従って、Mサンプルごとに更新される。例えば、
第1のサブセット・ブロックは入力信号サンプルx
[t]、x[t+M]、x[t+2M]などの入力信号
サンプルに対して更新され、一方、第2のサブセット・
ブロックは入力信号サンプルx[t+1]、x[t+M
+1]、x[t+2M+1]などに対して更新される。
現在の入力信号サンプルに対して更新されるH(t)の
タップのグループは更新サブセット・ブロックと呼ばれ
る。図3と合わせて以下に詳細に説明される修正LMS
更新式は前のM−1個のサンプルの間に、このブロック
のタップの欠落した更新に対する補正をするために、正
規化された誤差信号ae(t)のM個の前の値を使って
更新サブセット・ブロックの中のタップの値を更新す
る。
て、プロセッサ153AはH(t)のタップをM個のグ
ループのサブセット・ブロックに分割する。そのサブセ
ット・ブロックはそれぞれN/M個のタップを含む。こ
こでMはNの適切な整数の除数であり、通常は2と10
の間の値で、3または4に等しいことが望ましい。タッ
プの各サブセット・ブロックはLMS更新式[2a]お
よび[2b]の僅かな変形(以下修正LMS更新式と呼
ぶ)に従って、Mサンプルごとに更新される。例えば、
第1のサブセット・ブロックは入力信号サンプルx
[t]、x[t+M]、x[t+2M]などの入力信号
サンプルに対して更新され、一方、第2のサブセット・
ブロックは入力信号サンプルx[t+1]、x[t+M
+1]、x[t+2M+1]などに対して更新される。
現在の入力信号サンプルに対して更新されるH(t)の
タップのグループは更新サブセット・ブロックと呼ばれ
る。図3と合わせて以下に詳細に説明される修正LMS
更新式は前のM−1個のサンプルの間に、このブロック
のタップの欠落した更新に対する補正をするために、正
規化された誤差信号ae(t)のM個の前の値を使って
更新サブセット・ブロックの中のタップの値を更新す
る。
【0023】その後、ステップ206において、プロセ
ッサ153Aは更新サブセット・ブロックと入力151
において受信された入力信号x(t)のM−1個グルー
プの過去のサンプル値とのコンボルーション(以下将来
のhxc[ ]コンボルーションと呼び、図4に関連し
て以下にさらに詳細に説明される)を計算する。例え
ば、x[5]が現在の入力信号サンプルx[t]であっ
た場合、過去に受信された入力信号サンプルはx
[4]、x[3]、x[2]などである可能性がある。
プロセッサ153Aは各入力信号サンプルに対するM−
1個の将来のhxc[]コンボルーションの値をメモリ
153Bに格納する。その格納されたhxc[]コンボ
ルーションは図6に関連して以下に説明されるように、
現在の入力信号サンプルの後に受信される入力信号サン
プル、すなわち、将来の入力信号サンプルに対して、評
価されたフィルタ応答、y^(t)、すなわち、この実
験的な実施例における評価されたエコー信号応答を計算
するために使われる。現在の入力信号サンプルに対する
将来のhxc[ ]コンボルーションの計算、現在の更
新サブセット・ブロックのタップが次のM−1個のサン
プルの間にメモリ153Bから読み出されないという点
で有利である。言い換えれば、現在の入力信号サンプル
において計算されたhxc[ ]コンボルーションは次
のM−1個のサンプルに対しては計算されないタップの
このブロックのコンボルーションを補正する。本発明の
メモリ・アクセス回数削減の特徴について以下にさらに
詳細に説明する。
ッサ153Aは更新サブセット・ブロックと入力151
において受信された入力信号x(t)のM−1個グルー
プの過去のサンプル値とのコンボルーション(以下将来
のhxc[ ]コンボルーションと呼び、図4に関連し
て以下にさらに詳細に説明される)を計算する。例え
ば、x[5]が現在の入力信号サンプルx[t]であっ
た場合、過去に受信された入力信号サンプルはx
[4]、x[3]、x[2]などである可能性がある。
プロセッサ153Aは各入力信号サンプルに対するM−
1個の将来のhxc[]コンボルーションの値をメモリ
153Bに格納する。その格納されたhxc[]コンボ
ルーションは図6に関連して以下に説明されるように、
現在の入力信号サンプルの後に受信される入力信号サン
プル、すなわち、将来の入力信号サンプルに対して、評
価されたフィルタ応答、y^(t)、すなわち、この実
験的な実施例における評価されたエコー信号応答を計算
するために使われる。現在の入力信号サンプルに対する
将来のhxc[ ]コンボルーションの計算、現在の更
新サブセット・ブロックのタップが次のM−1個のサン
プルの間にメモリ153Bから読み出されないという点
で有利である。言い換えれば、現在の入力信号サンプル
において計算されたhxc[ ]コンボルーションは次
のM−1個のサンプルに対しては計算されないタップの
このブロックのコンボルーションを補正する。本発明の
メモリ・アクセス回数削減の特徴について以下にさらに
詳細に説明する。
【0024】ステップ208において、プロセッサ15
3Aはhxc[ ]コンボルーションを計算するために
ステップ206において使われた過去のx(t)サンプ
ルの同じセットを使って、M(M−1)/2個のグルー
プのコンボルーションを計算する。以下、このコンボル
ーションは欠落タップ更新の将来のxxc[ ]コンボ
ルーションと呼ばれ、図5に関連してさらに詳細に説明
される。プロセッサ153Aは各入力信号サンプルに対
するM(M−1)/2の将来のxxc[ ]コンボルー
ションの値をメモリ153Bに格納する。格納された将
来のxxc[]コンボルーションは図6に関連して以下
に詳細に説明されるように、現在の入力信号サンプルに
おいては更新されなかった、すなわち、欠落したタップ
の貢献に対して補正するために将来の入力信号サンプル
に対するエコー信号y^(t)の評価を計算するために
使われる。
3Aはhxc[ ]コンボルーションを計算するために
ステップ206において使われた過去のx(t)サンプ
ルの同じセットを使って、M(M−1)/2個のグルー
プのコンボルーションを計算する。以下、このコンボル
ーションは欠落タップ更新の将来のxxc[ ]コンボ
ルーションと呼ばれ、図5に関連してさらに詳細に説明
される。プロセッサ153Aは各入力信号サンプルに対
するM(M−1)/2の将来のxxc[ ]コンボルー
ションの値をメモリ153Bに格納する。格納された将
来のxxc[]コンボルーションは図6に関連して以下
に詳細に説明されるように、現在の入力信号サンプルに
おいては更新されなかった、すなわち、欠落したタップ
の貢献に対して補正するために将来の入力信号サンプル
に対するエコー信号y^(t)の評価を計算するために
使われる。
【0025】ステップ210においてプロセッサ153
Aは現在の入力信号サンプルに対する評価エコー信号y
^(t)の計算を開始する。第1の部分的な評価エコー
信号の値が、更新サブセット・ブロックのタップについ
てステップ206の中で使われた過去の入力信号サンプ
ルx[t]と同じセットのコンボルーションから、図6
を参照して説明された従来のLMS法に従って発生され
る。次に、ステップ214においてプロセッサ153A
は現在の入力信号サンプルに対応する、格納された将来
のhxc[ ]コンボルーションの値からM−1個の追
加の部分評価エコー信号応答を発生する。図6に関連し
て説明されるように、これらの部分的評価応答は現在格
納されているxcc[ ]欠落更新コンボルーションと
過去の正規化された誤差信号の値を使い、それに従って
調整される。
Aは現在の入力信号サンプルに対する評価エコー信号y
^(t)の計算を開始する。第1の部分的な評価エコー
信号の値が、更新サブセット・ブロックのタップについ
てステップ206の中で使われた過去の入力信号サンプ
ルx[t]と同じセットのコンボルーションから、図6
を参照して説明された従来のLMS法に従って発生され
る。次に、ステップ214においてプロセッサ153A
は現在の入力信号サンプルに対応する、格納された将来
のhxc[ ]コンボルーションの値からM−1個の追
加の部分評価エコー信号応答を発生する。図6に関連し
て説明されるように、これらの部分的評価応答は現在格
納されているxcc[ ]欠落更新コンボルーションと
過去の正規化された誤差信号の値を使い、それに従って
調整される。
【0026】ステップ216において、プロセッサ15
3Aは部分評価エコー信号値の第1の値と追加の値を加
算して、エコー評価信号応答y^(t)を得る。その
後、ステップ217において、加算器157はy(t)
とy^(t)との差を知ることによって誤差信号e
(t)を求める。次にステップ218において、プロセ
ッサ153Aはステップ217で得られた誤差信号e
(t)の正規化されたバージョンをメモリ153Bに格
納する。ステップ220において、プロセッサ153A
は次の入力信号サンプルを受信し、ステップ204から
進行してフロー図200の動作の実行を繰り返す。
3Aは部分評価エコー信号値の第1の値と追加の値を加
算して、エコー評価信号応答y^(t)を得る。その
後、ステップ217において、加算器157はy(t)
とy^(t)との差を知ることによって誤差信号e
(t)を求める。次にステップ218において、プロセ
ッサ153Aはステップ217で得られた誤差信号e
(t)の正規化されたバージョンをメモリ153Bに格
納する。ステップ220において、プロセッサ153A
は次の入力信号サンプルを受信し、ステップ204から
進行してフロー図200の動作の実行を繰り返す。
【0027】図3はフロー図200のステップ204を
実行するために、エコー・キャンセラ150のプロセッ
サ153Aが適切に実行することができるプロセス30
0のステップを示している。最初の3つのステップ30
2、304および306において、プロセッサ153A
は各種のパラメタを初期化する。それらはメモリ153
Bに適切に格納されており、本発明の方法を実施するた
めに必要なものである。ステップ302において、エコ
ー・パスのFIRフィルタの伝達関数H(t)の式にお
ける係数の数、すなわち、タップの数を定義する値Nが
初期化される。Nに割り当てられる値はエコー・キャン
セラ150のFIRフィルタ実装がサービスされなけれ
ばならないエコー・パスの最大長および入力信号サンプ
ル・レートに基づいている。例えば、8000入力信号
サンプル/秒のレートで提供される音声信号に対して6
4msまでのエコー・パスをサービスするように設計さ
れているFIRフィルタは(8000)(.064)、
すなわち、512個のタップを必要とする。
実行するために、エコー・キャンセラ150のプロセッ
サ153Aが適切に実行することができるプロセス30
0のステップを示している。最初の3つのステップ30
2、304および306において、プロセッサ153A
は各種のパラメタを初期化する。それらはメモリ153
Bに適切に格納されており、本発明の方法を実施するた
めに必要なものである。ステップ302において、エコ
ー・パスのFIRフィルタの伝達関数H(t)の式にお
ける係数の数、すなわち、タップの数を定義する値Nが
初期化される。Nに割り当てられる値はエコー・キャン
セラ150のFIRフィルタ実装がサービスされなけれ
ばならないエコー・パスの最大長および入力信号サンプ
ル・レートに基づいている。例えば、8000入力信号
サンプル/秒のレートで提供される音声信号に対して6
4msまでのエコー・パスをサービスするように設計さ
れているFIRフィルタは(8000)(.064)、
すなわち、512個のタップを必要とする。
【0028】ステップ304において、値Mは各入力信
号サンプルに対して処理されるべきFIRタップ数を求
めるために初期化される。以下詳細に説明されるよう
に、N/M個のタップが各サンプルごとに更新され、そ
れに従って、すべてのタップがMサンプルごとに最低1
回は更新される。次にステップ306において入力信号
サンプルx(t)の時刻指数インデックスtが0に設定
される。
号サンプルに対して処理されるべきFIRタップ数を求
めるために初期化される。以下詳細に説明されるよう
に、N/M個のタップが各サンプルごとに更新され、そ
れに従って、すべてのタップがMサンプルごとに最低1
回は更新される。次にステップ306において入力信号
サンプルx(t)の時刻指数インデックスtが0に設定
される。
【0029】ステップ308はすべての入力信号サンプ
ルに対して実行されるステップのシーケンスのうちの最
初のステップである。t=0、言い換えれば、最初の入
力信号サンプルの場合、以降のステップの多くにおいて
記述されている動作は、ほとんど意味がないことに注意
する必要がある。というのは、それらは以前の入力信号
サンプル、すなわち、x[t−1]、x[t−2]など
からの変数の値に関係しているからである。このため
に、以前の入力信号サンプルからの値に関係するステッ
プがあって、以前の入力信号サンプルが存在しない場
合、その値は0に等しいとみなされるべきであることに
注意する必要がある。いずれにしても、プロセス300
の説明は少なくともN+M個の入力信号サンプルが既に
受信されていて、プロセッサ153Aによってメモリ1
53Bの中に既に格納されているか、あるいは、言い換
えれば、t>N+Mであるという仮定の下に、より明確
に理解される。ステップ308においてプロセッサ15
3Aはカウンタ、すなわち、インデックスN(タップの
インデックス)が0に設定されるようにする。このカウ
ンタおよび以下に説明される他のカウンタはメモリ15
3Bの中の1つのロケーションであるか、あるいはその
代わりによく知られているディスクリートなデバイスで
あってもよい。
ルに対して実行されるステップのシーケンスのうちの最
初のステップである。t=0、言い換えれば、最初の入
力信号サンプルの場合、以降のステップの多くにおいて
記述されている動作は、ほとんど意味がないことに注意
する必要がある。というのは、それらは以前の入力信号
サンプル、すなわち、x[t−1]、x[t−2]など
からの変数の値に関係しているからである。このため
に、以前の入力信号サンプルからの値に関係するステッ
プがあって、以前の入力信号サンプルが存在しない場
合、その値は0に等しいとみなされるべきであることに
注意する必要がある。いずれにしても、プロセス300
の説明は少なくともN+M個の入力信号サンプルが既に
受信されていて、プロセッサ153Aによってメモリ1
53Bの中に既に格納されているか、あるいは、言い換
えれば、t>N+Mであるという仮定の下に、より明確
に理解される。ステップ308においてプロセッサ15
3Aはカウンタ、すなわち、インデックスN(タップの
インデックス)が0に設定されるようにする。このカウ
ンタおよび以下に説明される他のカウンタはメモリ15
3Bの中の1つのロケーションであるか、あるいはその
代わりによく知られているディスクリートなデバイスで
あってもよい。
【0030】ステップ316から324まではフロー図
200のステップ204に対して記述された動作に関係
している。これらのステップにおいて、プロセッサ15
3AはLMS更新式の僅かな変形版、すなわち、修正版
を使ってN/M個の FIRタップ数の更新サブセット
・ブロックの値を更新する。特に、ステップ316にお
いてプロセッサ153Aは次の式からブロックの開始
値、MBを計算する。
200のステップ204に対して記述された動作に関係
している。これらのステップにおいて、プロセッサ15
3AはLMS更新式の僅かな変形版、すなわち、修正版
を使ってN/M個の FIRタップ数の更新サブセット
・ブロックの値を更新する。特に、ステップ316にお
いてプロセッサ153Aは次の式からブロックの開始
値、MBを計算する。
【数4】 ここで(t mod M)はt/Mの整数除算のモジュ
ラス、すなわち、剰余値であり、(t mod M)の
値は(M−1)と0との間にある。MBの値は現在の入
力信号サンプルに対する更新サブセット・ブロックの最
初のタップのインデックスを表す。MBの値は入力信号
サンプルごとに毎回変化する。というのは、更新サブセ
ット・ブロックの中に含まれるタップのグループが毎回
の入力信号サンプルに従って、変化するからである。例
えば、M=4での512タップのフィルタにおいて、M
Bは0、128、256または384に等しくなる可能
性がる。ステップ318において、タップ・インデック
スnは値MBに設定される。その後、ステップ320に
おいて、H(t)のn番目のタップが次の修正LMS更
新式に従って、更新される。
ラス、すなわち、剰余値であり、(t mod M)の
値は(M−1)と0との間にある。MBの値は現在の入
力信号サンプルに対する更新サブセット・ブロックの最
初のタップのインデックスを表す。MBの値は入力信号
サンプルごとに毎回変化する。というのは、更新サブセ
ット・ブロックの中に含まれるタップのグループが毎回
の入力信号サンプルに従って、変化するからである。例
えば、M=4での512タップのフィルタにおいて、M
Bは0、128、256または384に等しくなる可能
性がる。ステップ318において、タップ・インデック
スnは値MBに設定される。その後、ステップ320に
おいて、H(t)のn番目のタップが次の修正LMS更
新式に従って、更新される。
【0031】
【数5】 本質的に、新しいタップの重み、hn (t)は、(i) 以
前に更新されたM個の入力信号サンプルであった、タッ
プの最近更新された値、hn (t−M)と、(ii))M個
の以前の入力信号サンプル、x[(t−M+i)−n]
の値によってマルチプレックスされた、以前のM個の入
力信号サンプルに対する正規化されたM個の誤差信号の
合計との和に等しい。hn (t)が求められると、次に
ステップ322において、プロセッサ153Aは更新サ
ブセット・ブロックの中のすべてのタップが更新されて
いるかどうかを知る。更新されていなかった場合、ステ
ップ324において、Nの値がインクリメントされてス
テップ320が実行される。それ以外の場合、タップの
更新は完了しており、処理は図4に示されているように
継続される。
前に更新されたM個の入力信号サンプルであった、タッ
プの最近更新された値、hn (t−M)と、(ii))M個
の以前の入力信号サンプル、x[(t−M+i)−n]
の値によってマルチプレックスされた、以前のM個の入
力信号サンプルに対する正規化されたM個の誤差信号の
合計との和に等しい。hn (t)が求められると、次に
ステップ322において、プロセッサ153Aは更新サ
ブセット・ブロックの中のすべてのタップが更新されて
いるかどうかを知る。更新されていなかった場合、ステ
ップ324において、Nの値がインクリメントされてス
テップ320が実行される。それ以外の場合、タップの
更新は完了しており、処理は図4に示されているように
継続される。
【0032】図4はプロセッサ200の実行ステップ2
06に対してプロセッサ153Aが実行しなければなら
ない、言い換えれば、更新サブセット・ブロックの中の
タップ値を使って将来のhxc[ ]コンボルーション
を計算しなければならないプロセス400のステップを
詳細に示している。従来のLMS技法においては、エコ
ー信号y^(t)の評価を得るために、H(t)と入力
信号サンプルとのコンボルーションが入力信号サンプル
ごとの毎回のFIRタップに関与する。本発明の方法は
プロセッサ153Aがy^(t)を計算するために、毎
回の入力信号サンプルごとに毎回のタップ値をメモリ1
53Bから読み出す必要がないという利点を提供する。
代わりにプロセス400に関連して説明されているよう
に、ステップ320におけるメモリ153Bから読み出
された入力信号x(t)の過去のサンプル値の同じグル
ープの更新サブセット・ブロックの中のタップとの一組
のM−1個の将来のhxc[ ]コンボルーションが、
将来の入力信号サンプルに対するy^(t)の値をそれ
以降で決定するために計算されてメモリ153Bに格納
される。
06に対してプロセッサ153Aが実行しなければなら
ない、言い換えれば、更新サブセット・ブロックの中の
タップ値を使って将来のhxc[ ]コンボルーション
を計算しなければならないプロセス400のステップを
詳細に示している。従来のLMS技法においては、エコ
ー信号y^(t)の評価を得るために、H(t)と入力
信号サンプルとのコンボルーションが入力信号サンプル
ごとの毎回のFIRタップに関与する。本発明の方法は
プロセッサ153Aがy^(t)を計算するために、毎
回の入力信号サンプルごとに毎回のタップ値をメモリ1
53Bから読み出す必要がないという利点を提供する。
代わりにプロセス400に関連して説明されているよう
に、ステップ320におけるメモリ153Bから読み出
された入力信号x(t)の過去のサンプル値の同じグル
ープの更新サブセット・ブロックの中のタップとの一組
のM−1個の将来のhxc[ ]コンボルーションが、
将来の入力信号サンプルに対するy^(t)の値をそれ
以降で決定するために計算されてメモリ153Bに格納
される。
【0033】図4を参照して、ステップ410におい
て、プロセッサ153Aはカウンタkを1に初期化す
る。カウンタkの中に格納される値は将来のhxc
[ ]コンボルーションが実行されるための将来の入力
信号サンプルのインデックスを表す。次にステップ41
4において、プロセッサ153Aは更新サブセット・ブ
ロックの中の更新されたタップ値と次の関係に従って、
ステップ320においてメモリ153Bから読み出され
た入力信号x(t)の過去のサンプル値のグループとの
将来のhxc[ ]コンボルーションを計算する。
て、プロセッサ153Aはカウンタkを1に初期化す
る。カウンタkの中に格納される値は将来のhxc
[ ]コンボルーションが実行されるための将来の入力
信号サンプルのインデックスを表す。次にステップ41
4において、プロセッサ153Aは更新サブセット・ブ
ロックの中の更新されたタップ値と次の関係に従って、
ステップ320においてメモリ153Bから読み出され
た入力信号x(t)の過去のサンプル値のグループとの
将来のhxc[ ]コンボルーションを計算する。
【数6】 プロセッサ153Aはその将来のhxコンボルーション
hxc[ ]を変数hxc[p]としてメモリ153B
の中に格納する。ここでpは(t mod M(M−
1)+k−1)に等しい。この格納された値はそれ以降
でエコー信号の評価値を求めるために使われる。
hxc[ ]を変数hxc[p]としてメモリ153B
の中に格納する。ここでpは(t mod M(M−
1)+k−1)に等しい。この格納された値はそれ以降
でエコー信号の評価値を求めるために使われる。
【0034】ステップ420において、プロセッサ15
3Aが、M−1個の将来のhxc[]コンボルーション
がまだ計算されていないことを知ると、ステップ422
において、カウンタkがインクリメントされ、ステップ
414が実行される。それ以外の場合、図5に関連して
説明されている方法で処理が継続される。図5はプロセ
ッサ153Aがプロセス200のステップ208に関係
付けられている演算を行うために実行することができ
る。プロセル500において、プロセッサ153Aは欠
落しているタップの更新xxc[ ]コンボルーション
をメモリ153Bの中に格納する。このコンボルーショ
ンは各入力信号サンプルに対してH(t)のタップ値の
一部分だけしか更新されないからである。y^(t)を
計算するために欠落しているタップの更新y^(t)を
計算するために欠落したタップの更新を使うことについ
ては、図6に関連して以下に説明する。
3Aが、M−1個の将来のhxc[]コンボルーション
がまだ計算されていないことを知ると、ステップ422
において、カウンタkがインクリメントされ、ステップ
414が実行される。それ以外の場合、図5に関連して
説明されている方法で処理が継続される。図5はプロセ
ッサ153Aがプロセス200のステップ208に関係
付けられている演算を行うために実行することができ
る。プロセル500において、プロセッサ153Aは欠
落しているタップの更新xxc[ ]コンボルーション
をメモリ153Bの中に格納する。このコンボルーショ
ンは各入力信号サンプルに対してH(t)のタップ値の
一部分だけしか更新されないからである。y^(t)を
計算するために欠落しているタップの更新y^(t)を
計算するために欠落したタップの更新を使うことについ
ては、図6に関連して以下に説明する。
【0035】図5を参照して、ステップ508におい
て、プロセッサ153Aはカウンタzに格納されている
値を1+(t mod M)M(M−1)/2で初期化
する。次にステップ510において、プロセッサ153
Aはカウンタuの中に格納されている値を1に初期化す
る。ステップ512において、プロセッサ155Aはカ
ウンタvの値を0に初期化する。ステップ513におい
て、プロセッサ153Aはメモリ153Bに格納されて
いる値xxc[z]を読み出し、それを一時変数tmp
に代入する。次に、ステップ514において、プロセッ
サ153Aは現在の入力信号に対する新しい欠落した更
新コンボルーション値xxc[z]を現在の入力信号サ
ンプルに対して次の式から計算する。
て、プロセッサ153Aはカウンタzに格納されている
値を1+(t mod M)M(M−1)/2で初期化
する。次にステップ510において、プロセッサ153
Aはカウンタuの中に格納されている値を1に初期化す
る。ステップ512において、プロセッサ155Aはカ
ウンタvの値を0に初期化する。ステップ513におい
て、プロセッサ153Aはメモリ153Bに格納されて
いる値xxc[z]を読み出し、それを一時変数tmp
に代入する。次に、ステップ514において、プロセッ
サ153Aは現在の入力信号に対する新しい欠落した更
新コンボルーション値xxc[z]を現在の入力信号サ
ンプルに対して次の式から計算する。
【0036】
【数7】 さらに、プロセッサ153Aはエコー信号の評価値を続
いて決定する際に使うために、これらの計算された補正
値xxc[z]を変数としてメモリ153Bに格納す
る。ステップ515において、プロセッサ153Aはz
の値を1だけインクリメントする。次に、ステップ51
6において、プロセッサ153Aはカウンタvの中に格
納されている値がカウンタuの中に格納されている値に
等しいか、あるいはそれより1だけ少ないかをチェック
する。v ≠ u−1 であった場合、ステップ518
において、プロセッサ153Aはカウンタvの中に格納
されている値を1だけインクリメントしてから、ステッ
プ513を実行する。それ以外の場合は、ステップ52
0において、プロセッサ153Aはカウンタuに格納さ
れている値がM−1に等しいかどうかをチェックする。
u≠M−1 であった場合、ステップ522において、
プロセッサ153Aはカウンタuに格納されている値を
1だけインクリメントしてから、ステップ512を実行
する。それ以外の場合、欠落したM(M−1)/2個の
更新コンボルーションの値xcc[ ]がすべて計算済
みであり、現在の入力信号サンプルに対して格納されて
おり、処理は図6に関連して説明されるように継続され
る。
いて決定する際に使うために、これらの計算された補正
値xxc[z]を変数としてメモリ153Bに格納す
る。ステップ515において、プロセッサ153Aはz
の値を1だけインクリメントする。次に、ステップ51
6において、プロセッサ153Aはカウンタvの中に格
納されている値がカウンタuの中に格納されている値に
等しいか、あるいはそれより1だけ少ないかをチェック
する。v ≠ u−1 であった場合、ステップ518
において、プロセッサ153Aはカウンタvの中に格納
されている値を1だけインクリメントしてから、ステッ
プ513を実行する。それ以外の場合は、ステップ52
0において、プロセッサ153Aはカウンタuに格納さ
れている値がM−1に等しいかどうかをチェックする。
u≠M−1 であった場合、ステップ522において、
プロセッサ153Aはカウンタuに格納されている値を
1だけインクリメントしてから、ステップ512を実行
する。それ以外の場合、欠落したM(M−1)/2個の
更新コンボルーションの値xcc[ ]がすべて計算済
みであり、現在の入力信号サンプルに対して格納されて
おり、処理は図6に関連して説明されるように継続され
る。
【0037】図6はプロセッサ153Aと加算器157
がプロセス200のステップ210、214、216、
217、218および220を適切に実行することがで
き、現在の入力信号サンプルに対する評価のエコー信号
を計算することができる演算に関係している。従来の技
術では、エコー信号の評価値は通常は従来のLMS評価
式1に従って、すべてのタップに対して入力信号サンプ
ルのすべてにおいてコンボルーションを実行することに
よって求められていた。しかし、本発明は式1を使って
エコー信号の評価値の一部分だけを求める。エコー信号
の残りの評価値は、メモリ153Bの中に格納されてい
る以前に計算された将来のhx[ ]コンボルーション
値、将来のxxc[ ]コンボルーション値および過去
の正規化された誤差信号の値ae[ ]を使ってプロセ
ッサ153Aによって求められる。
がプロセス200のステップ210、214、216、
217、218および220を適切に実行することがで
き、現在の入力信号サンプルに対する評価のエコー信号
を計算することができる演算に関係している。従来の技
術では、エコー信号の評価値は通常は従来のLMS評価
式1に従って、すべてのタップに対して入力信号サンプ
ルのすべてにおいてコンボルーションを実行することに
よって求められていた。しかし、本発明は式1を使って
エコー信号の評価値の一部分だけを求める。エコー信号
の残りの評価値は、メモリ153Bの中に格納されてい
る以前に計算された将来のhx[ ]コンボルーション
値、将来のxxc[ ]コンボルーション値および過去
の正規化された誤差信号の値ae[ ]を使ってプロセ
ッサ153Aによって求められる。
【0038】図6を参照して、ステップ610におい
て、プロセッサ153Aはカウンタmを0に初期化す
る。カウンタmに格納されている値は以下に説明される
ようにy^(t)を得るために計算されるべきエコー信
号の部分的評価値y^mのインデックスを表す。ステッ
プ612において、プロセッサ153Aは m=(t
mod M) であるかどうかをチェックする。この条
件が真でなかった場合、ステップ621が実行される。
しかし、この条件が真であった場合、ステップ616が
実行される。ステップ616において、最初の部分的評
価値、y^m (ここでmはt mod Mに等しい)が
次のようにy^m の項で書き直される従来のLMSコン
ボルーション式を使って更新サブセット・ブロックのタ
ップ値から計算される。
て、プロセッサ153Aはカウンタmを0に初期化す
る。カウンタmに格納されている値は以下に説明される
ようにy^(t)を得るために計算されるべきエコー信
号の部分的評価値y^mのインデックスを表す。ステッ
プ612において、プロセッサ153Aは m=(t
mod M) であるかどうかをチェックする。この条
件が真でなかった場合、ステップ621が実行される。
しかし、この条件が真であった場合、ステップ616が
実行される。ステップ616において、最初の部分的評
価値、y^m (ここでmはt mod Mに等しい)が
次のようにy^m の項で書き直される従来のLMSコン
ボルーション式を使って更新サブセット・ブロックのタ
ップ値から計算される。
【数8】 次にステップ618が実行される。
【0039】ステップ618において、プロセッサ15
3Aは m=M−1 であるかどうか、言い換えれば、
エコー信号のすべての部分的評価値が計算済みであるか
どうかをチェックする。そうであった場合、ステップ6
40が実行される。そうでなかった場合、ステップ62
0においてプロセッサ153Aはカウンタmに格納され
ている値を1だけインクリメントしてから、ステップ6
12をもう一度実行する。ステップ618は同様にエコ
ー信号の各部分的評価値が計算された後、以下のように
実行される。
3Aは m=M−1 であるかどうか、言い換えれば、
エコー信号のすべての部分的評価値が計算済みであるか
どうかをチェックする。そうであった場合、ステップ6
40が実行される。そうでなかった場合、ステップ62
0においてプロセッサ153Aはカウンタmに格納され
ている値を1だけインクリメントしてから、ステップ6
12をもう一度実行する。ステップ618は同様にエコ
ー信号の各部分的評価値が計算された後、以下のように
実行される。
【0040】ステップ612において、mがt mod
Mに等しくなかった場合、ステップ621が実行され
る。ステップ621において、プロセッサ153Aはm
<tmod Mであるかどうかをチェックする。このス
テップ621における条件が真であった場合、ステップ
622において、プロセッサ153Aはメモリ153B
の中のカウンタqの中に格納されている値を(t mo
d M)−mに設定する。それ以外の場合、ステップ6
24において、カウンタqはM+(t mod M)−
mに設定される。ステップ622または624のいずれ
かが実行された後、ステップ626が実行される。
Mに等しくなかった場合、ステップ621が実行され
る。ステップ621において、プロセッサ153Aはm
<tmod Mであるかどうかをチェックする。このス
テップ621における条件が真であった場合、ステップ
622において、プロセッサ153Aはメモリ153B
の中のカウンタqの中に格納されている値を(t mo
d M)−mに設定する。それ以外の場合、ステップ6
24において、カウンタqはM+(t mod M)−
mに設定される。ステップ622または624のいずれ
かが実行された後、ステップ626が実行される。
【0041】ステップ626において、プロセッサ15
3Aはメモリ153Bの中に格納されている値に基づい
て、以前の正規化された誤差信号の値が乗算された欠落
した更新コンボルーションhxc[ ]の以前の計算値
と加算された以前に計算された将来のxxc[ ]コン
ボルーションの格納された値を使って、エコー信号の部
分的評価値を計算する。部分的評価信号の式は次のよう
に与えられる。
3Aはメモリ153Bの中に格納されている値に基づい
て、以前の正規化された誤差信号の値が乗算された欠落
した更新コンボルーションhxc[ ]の以前の計算値
と加算された以前に計算された将来のxxc[ ]コン
ボルーションの格納された値を使って、エコー信号の部
分的評価値を計算する。部分的評価信号の式は次のよう
に与えられる。
【数9】 式[10]の中の第1項は現在の入力信号サンプルに対
して更新されていないタップの組の現在のサンプルに対
するhxc[ ]コンボルーション、言い換えれば、更
新サブセット・ブロックの中のタップ以外のすべてのタ
ップのhxc[]コンボルーションに基づくエコー信号
応答の評価値y^(t)のコンポーネントを提供する。
式[10]の第2項は各サンプルにおいて、そのタップ
の一部分だけしか更新されないことを補正するための補
正係数である。
して更新されていないタップの組の現在のサンプルに対
するhxc[ ]コンボルーション、言い換えれば、更
新サブセット・ブロックの中のタップ以外のすべてのタ
ップのhxc[]コンボルーションに基づくエコー信号
応答の評価値y^(t)のコンポーネントを提供する。
式[10]の第2項は各サンプルにおいて、そのタップ
の一部分だけしか更新されないことを補正するための補
正係数である。
【0042】ステップ626の後、ステップ618が再
度実行される。m ≠ m−1であった場合、ステップ
620が再度実行され、別のエコー信号応答の部分的評
価値が計算される。すべての部分的評価エコー信号がス
テップ616および626に対して計算されると、ステ
ップ640が実行される。ステップ640において、プ
ロセッサ153Aは計算された部分的評価のエコー信号
値のすべてを加算することによって、現在の入力信号サ
ンプルに対するエコー評価信号y^(t)を求める。次
に、ステップ654において、加算器157は信号y
(t)とy^(t)との間の差を計算して誤差信号e
(t)を求める。適応型FIRフィルタの所望の出力と
して誤差信号e(t)の値は0に等しいことが好まし
く、その場合はエコー信号は評価のエコー信号によって
完全に、または部分的に打ち消される。
度実行される。m ≠ m−1であった場合、ステップ
620が再度実行され、別のエコー信号応答の部分的評
価値が計算される。すべての部分的評価エコー信号がス
テップ616および626に対して計算されると、ステ
ップ640が実行される。ステップ640において、プ
ロセッサ153Aは計算された部分的評価のエコー信号
値のすべてを加算することによって、現在の入力信号サ
ンプルに対するエコー評価信号y^(t)を求める。次
に、ステップ654において、加算器157は信号y
(t)とy^(t)との間の差を計算して誤差信号e
(t)を求める。適応型FIRフィルタの所望の出力と
して誤差信号e(t)の値は0に等しいことが好まし
く、その場合はエコー信号は評価のエコー信号によって
完全に、または部分的に打ち消される。
【0043】ステップ660において、プロセッサ15
3Aは標準のLMS正規化誤差信号の式に従って、次の
ように正規化された誤差信号ae(t)を計算する。
3Aは標準のLMS正規化誤差信号の式に従って、次の
ように正規化された誤差信号ae(t)を計算する。
【数10】 ここでAは利得の正規化項である。さらにステップ66
0において、プロセッサ153Aは、その正規化された
誤差信号の値を変数ae[r]としてメモリ153Bに
格納する。ここでr=t mod Mである。その後、
ステップ665において、プロセッサ153Aはtの値
を1だけインクリメントし、ステップ667において、
次の入力信号サンプルが読み出される。次に入力信号サ
ンプルに対する評価されたエコー信号を計算するための
プロセスがステップ308から繰り返される。
0において、プロセッサ153Aは、その正規化された
誤差信号の値を変数ae[r]としてメモリ153Bに
格納する。ここでr=t mod Mである。その後、
ステップ665において、プロセッサ153Aはtの値
を1だけインクリメントし、ステップ667において、
次の入力信号サンプルが読み出される。次に入力信号サ
ンプルに対する評価されたエコー信号を計算するための
プロセスがステップ308から繰り返される。
【0044】この分野の技術に熟達した人であれば、上
記の本発明の実施例は評価された適応型FIRフィルタ
の応答信号y^(t)の値に関して、M−1サンプルの
遅延以外は、従来の技術のLMSアルゴリズムを使って
得られるものと代数的に同じ結果が得られることを示す
ことができる。この遅延の理由は、ステップ414にお
ける将来のhxc[ ]のコンボルーションの計算の間
に、式[6]の中のx[(t+k)−n]の項が0とM
−1との間の値nに対するx(t)の将来のサンプルを
必要とするためである。言い換えれば、ステップ414
において、コンボルーションを計算するために必要なx
(t)のサンプルはM−1個のサンプルの後までは到着
しない。M−1個のサンプルの遅延期間によって、必要
なサンプルが計算に必要な時に利用できることが保証さ
れる。
記の本発明の実施例は評価された適応型FIRフィルタ
の応答信号y^(t)の値に関して、M−1サンプルの
遅延以外は、従来の技術のLMSアルゴリズムを使って
得られるものと代数的に同じ結果が得られることを示す
ことができる。この遅延の理由は、ステップ414にお
ける将来のhxc[ ]のコンボルーションの計算の間
に、式[6]の中のx[(t+k)−n]の項が0とM
−1との間の値nに対するx(t)の将来のサンプルを
必要とするためである。言い換えれば、ステップ414
において、コンボルーションを計算するために必要なx
(t)のサンプルはM−1個のサンプルの後までは到着
しない。M−1個のサンプルの遅延期間によって、必要
なサンプルが計算に必要な時に利用できることが保証さ
れる。
【0045】本発明の別の実施例においては、エコー信
号の評価値はM−1サンプル遅延なしで計算することが
できる。図2B、図3、図4、図5および図6に関連し
て記述されたフロー図200を次のように変更して、遅
延のないエコー信号応答の評価値を得ることができる。
それは上記のFIRフィルタのエコー・キャンセラの実
施例において、特に有用である。
号の評価値はM−1サンプル遅延なしで計算することが
できる。図2B、図3、図4、図5および図6に関連し
て記述されたフロー図200を次のように変更して、遅
延のないエコー信号応答の評価値を得ることができる。
それは上記のFIRフィルタのエコー・キャンセラの実
施例において、特に有用である。
【0046】図2Bを参照して、プロセス200は従来
のLMSベースのFIRフィルタを使って実行される場
合と同様に、エコー・キャンセラ150に対して提供さ
れるすべての入力信号サンプルに対して最初のM個のタ
ップ値 hn (t) n=0〜M−1 を更新するステッ
プ202を含むことによって変更される。さらに、LM
S評価式に基づいて最初のMタップに対するフィルタ応
答の部分的評価を計算するためのステップ203が、プ
ロセス200に対してステップ202の後に追加され
る。さらに、ステップ204、316、322、41
4、514および616と、対応する式および説明のテ
キストの中で、N/Mの項は(N−M)/Mに変更され
なければならない。また、ステップ640と対応する式
および説明文の中で、リミットのM−1はMに変更され
なければならない。しかし、図3、図4、図5、および
図6の中のステップの変更(これには限定されないが)
などの他の方法によっても同じ結果が得られることは理
解されるべきである。
のLMSベースのFIRフィルタを使って実行される場
合と同様に、エコー・キャンセラ150に対して提供さ
れるすべての入力信号サンプルに対して最初のM個のタ
ップ値 hn (t) n=0〜M−1 を更新するステッ
プ202を含むことによって変更される。さらに、LM
S評価式に基づいて最初のMタップに対するフィルタ応
答の部分的評価を計算するためのステップ203が、プ
ロセス200に対してステップ202の後に追加され
る。さらに、ステップ204、316、322、41
4、514および616と、対応する式および説明のテ
キストの中で、N/Mの項は(N−M)/Mに変更され
なければならない。また、ステップ640と対応する式
および説明文の中で、リミットのM−1はMに変更され
なければならない。しかし、図3、図4、図5、および
図6の中のステップの変更(これには限定されないが)
などの他の方法によっても同じ結果が得られることは理
解されるべきである。
【0047】図7は図3のプロセス300に似ていて、
上記のステップ202および203を実施するために追
加のステップ310、312、314および315を含
んでいるプロセス300Aを示している。代わりに、最
初のMタップに対する部分的評価信号応答を計算するス
テップはステップ618と640との間で実行される
か、あるいはプロセス600のステップ616の中に含
めることができる。特に、プロセス300Aはプロセス
300に対して前記と同様な、そして同一であることが
望ましい方法で実行されるステップ302〜308およ
び316〜324を含んでいる。ステップ308が実行
された後、ステップ310において、プロセッサ153
Aは従来のLMS更新式に従って、次のように時刻tに
対するn番目のタップを更新する。
上記のステップ202および203を実施するために追
加のステップ310、312、314および315を含
んでいるプロセス300Aを示している。代わりに、最
初のMタップに対する部分的評価信号応答を計算するス
テップはステップ618と640との間で実行される
か、あるいはプロセス600のステップ616の中に含
めることができる。特に、プロセス300Aはプロセス
300に対して前記と同様な、そして同一であることが
望ましい方法で実行されるステップ302〜308およ
び316〜324を含んでいる。ステップ308が実行
された後、ステップ310において、プロセッサ153
Aは従来のLMS更新式に従って、次のように時刻tに
対するn番目のタップを更新する。
【数11】 その後、ステップ312において、プロセッサ153A
は n=M−1 であるかどうか、言い換えれば、最初
のMタップが更新済みであるかどうかをチェックする。
最初のMタップがまだ更新されていなかった場合、ステ
ップ314において、プロセッサ153Aはnをインク
リメントしてからステップ310を実行する。それ以外
の場合、ステップ315が実行される。ステップ315
において、プロセッサ153Aは最初のM個のタップに
対して従来のLMS評価式を適用することによって、最
初のMタップに起因するフィルタ応答の部分を計算す
る。
は n=M−1 であるかどうか、言い換えれば、最初
のMタップが更新済みであるかどうかをチェックする。
最初のMタップがまだ更新されていなかった場合、ステ
ップ314において、プロセッサ153Aはnをインク
リメントしてからステップ310を実行する。それ以外
の場合、ステップ315が実行される。ステップ315
において、プロセッサ153Aは最初のM個のタップに
対して従来のLMS評価式を適用することによって、最
初のMタップに起因するフィルタ応答の部分を計算す
る。
【数12】 ステップ315の結果はエコー評価信号を計算するため
のステップ640において利用される。
のステップ640において利用される。
【0048】この分野の技術に熟達した人であれば、本
発明によるこの代替実施例が、評価された適応型FIR
フィルタの応答信号y^(t)の値に関して、従来技術
のLMSアルゴリズムおよび既知のLMS設計技法およ
びアプリケーションを使って得られるのと代数的に同じ
結果を提供することを示すことができる。このように、
本発明はエコー信号の評価値を計算するためにメモリの
アクセス回数を減らすことができる方法を提案する。本
発明の技法を使ったエコー信号の評価値の計算は実行さ
れなければならない算術演算の数がごく僅か増加するだ
けで、メモリ・アクセスの実行回数が約1/Mに減る方
法を提供する。表1は従来技術のLMS技法と、遅延の
ない評価応答信号を提供する上記の本発明の実施例との
間のメモリ・アクセス条件の比較を示している。この実
施例は参照を簡単にするためにブロックLMS法と呼ば
れる。
発明によるこの代替実施例が、評価された適応型FIR
フィルタの応答信号y^(t)の値に関して、従来技術
のLMSアルゴリズムおよび既知のLMS設計技法およ
びアプリケーションを使って得られるのと代数的に同じ
結果を提供することを示すことができる。このように、
本発明はエコー信号の評価値を計算するためにメモリの
アクセス回数を減らすことができる方法を提案する。本
発明の技法を使ったエコー信号の評価値の計算は実行さ
れなければならない算術演算の数がごく僅か増加するだ
けで、メモリ・アクセスの実行回数が約1/Mに減る方
法を提供する。表1は従来技術のLMS技法と、遅延の
ない評価応答信号を提供する上記の本発明の実施例との
間のメモリ・アクセス条件の比較を示している。この実
施例は参照を簡単にするためにブロックLMS法と呼ば
れる。
【0049】
【表1】 図3、図4、図5、図6および図7に示されている大半
の演算はプロセッサ153Aを適切にあらかじめプログ
ラミングすることによって容易に実行することができる
が、ディスクリートのディジタル回路とマイクロプロセ
ッサとを組み合わせて使って、エコー・キャンセラのF
IRフィルタ実装の動作速度を上げるのが場合によって
は有利である。図8は本発明に従って動作する4グルー
プのタップH(t)を採用しているエコー・キャンセラ
150の好ましいFIRフィルタ700の実装を示す。
これはマイクロプロセッサ以外にディスクリートなディ
ジタル回路を両方とも含んでおり、遅延なしで応答信号
の評価値を提供する。説明の目的で、上記の変数がFI
Rフィルタ700の実施例に対するエコー・キャンセラ
150の動作を記述するために利用される。特に、Nが
512に等しく、Mが4に等しく、32のチャネルが補
正されていて、入力信号x(t)のサンプリングが8K
Hzで実行されると仮定されている。明確化の目的で、
タイミングおよび制御デバイスは図8には含まれていな
い。ただし、それらの実装はこの分野の技術に普通に接
している人にとっては容易に理解される。
の演算はプロセッサ153Aを適切にあらかじめプログ
ラミングすることによって容易に実行することができる
が、ディスクリートのディジタル回路とマイクロプロセ
ッサとを組み合わせて使って、エコー・キャンセラのF
IRフィルタ実装の動作速度を上げるのが場合によって
は有利である。図8は本発明に従って動作する4グルー
プのタップH(t)を採用しているエコー・キャンセラ
150の好ましいFIRフィルタ700の実装を示す。
これはマイクロプロセッサ以外にディスクリートなディ
ジタル回路を両方とも含んでおり、遅延なしで応答信号
の評価値を提供する。説明の目的で、上記の変数がFI
Rフィルタ700の実施例に対するエコー・キャンセラ
150の動作を記述するために利用される。特に、Nが
512に等しく、Mが4に等しく、32のチャネルが補
正されていて、入力信号x(t)のサンプリングが8K
Hzで実行されると仮定されている。明確化の目的で、
タイミングおよび制御デバイスは図8には含まれていな
い。ただし、それらの実装はこの分野の技術に普通に接
している人にとっては容易に理解される。
【0050】図8を参照してエコー・キャンセラ150
はマイクロプロセッサ、内部ランダム・アクセス・メモ
リ(RAM)707、外部RAM 710、複数のタッ
プの更新回路711〜714、複数のコンボルーション
回路715〜718およびマルチプレクサ720を含ん
でいる。第1のタップ更新回路711は2個の遅延バッ
ファ711aおよび711b、ラッチ711d、デュア
ル入力マルチプレクサ711cおよびデュアル入力加算
器711eを含んでいる。第1の遅延バッファ711a
とラッチ711dはマルチプレクサ711cの2つの入
力に接続されている。第2の遅延バッファ711bはマ
ルチプレクサ711cと加算器711eとの間に接続さ
れている。残りのタップ更新回路712、713および
714も同様に構成されている。各タップ更新回路の部
分に対する追加の接続については以下にさらに詳しく説
明される。第1のhxコンボルーション回路715は3
つの遅延バッファ715a、715cおよび715e、
ラッチ715f、デュアル入力マルチプレクサ715b
およびデュアル入力加算器715dを含んでいる。第1
の遅延バッファ715aはマルチプレクサ715bの1
つの入力に接続されている。第2の遅延バッファ715
cはマルチプレクサ715bの出力と加算器715dの
1つの入力との間に接続されている。第3の遅延バッフ
ァ715eは一端が加算器715dに接続されており、
他の端において加算器715dの第2の入力およびラッ
チ715fに接続されている。他のhxコンボルーショ
ン回路716、717および718も同様に構成されて
いる。
はマイクロプロセッサ、内部ランダム・アクセス・メモ
リ(RAM)707、外部RAM 710、複数のタッ
プの更新回路711〜714、複数のコンボルーション
回路715〜718およびマルチプレクサ720を含ん
でいる。第1のタップ更新回路711は2個の遅延バッ
ファ711aおよび711b、ラッチ711d、デュア
ル入力マルチプレクサ711cおよびデュアル入力加算
器711eを含んでいる。第1の遅延バッファ711a
とラッチ711dはマルチプレクサ711cの2つの入
力に接続されている。第2の遅延バッファ711bはマ
ルチプレクサ711cと加算器711eとの間に接続さ
れている。残りのタップ更新回路712、713および
714も同様に構成されている。各タップ更新回路の部
分に対する追加の接続については以下にさらに詳しく説
明される。第1のhxコンボルーション回路715は3
つの遅延バッファ715a、715cおよび715e、
ラッチ715f、デュアル入力マルチプレクサ715b
およびデュアル入力加算器715dを含んでいる。第1
の遅延バッファ715aはマルチプレクサ715bの1
つの入力に接続されている。第2の遅延バッファ715
cはマルチプレクサ715bの出力と加算器715dの
1つの入力との間に接続されている。第3の遅延バッフ
ァ715eは一端が加算器715dに接続されており、
他の端において加算器715dの第2の入力およびラッ
チ715fに接続されている。他のhxコンボルーショ
ン回路716、717および718も同様に構成されて
いる。
【0051】FIRフィルタ700の要素は次のように
接続されている。プロセッサ705はy(t)信号入力
701およびe(t)の誤差信号出力703を含んでお
り、内部RAM707、マルチプレクサ720および外
部RAM710に接続されている。さらに、外部RAM
710はx(t)の信号サンプル入力702を含んでお
り、マルチプレクサ720の出力721に接続されてい
る。外部RAM710はさらに第1タップ更新回路71
1の加算器711eの1つの入力、最後のタップ更新回
路714の加算器714e、および第1コンボルーショ
ン回路の遅延バッファ711aに接続されている。
接続されている。プロセッサ705はy(t)信号入力
701およびe(t)の誤差信号出力703を含んでお
り、内部RAM707、マルチプレクサ720および外
部RAM710に接続されている。さらに、外部RAM
710はx(t)の信号サンプル入力702を含んでお
り、マルチプレクサ720の出力721に接続されてい
る。外部RAM710はさらに第1タップ更新回路71
1の加算器711eの1つの入力、最後のタップ更新回
路714の加算器714e、および第1コンボルーショ
ン回路の遅延バッファ711aに接続されている。
【0052】さらに、タップ更新回路711〜714お
よびhxコンボルーション回路715〜718は次のよ
うに相互に接続されている。遅延バッファ711aは遅
延バッファ712aに接続され、順に712aは遅延バ
ッファ713aに接続され、以下同様に遅延バッファ7
18aまで接続されている。加算器711eの出力は加
算器712eの入力の1つに接続され、加算器712e
の出力は加算器713eの入力の1つに接続され、そし
て加算器713eの出力は加算器714eの入力の1つ
に接続されている。加算器714eの出力はマルチプレ
クサ715b、716b、717bおよび718bの各
入力に接続されている。715f、716f、717f
および718fの各ラッチはマルチプレクサ720に接
続されている。711d、712d、713dおよび7
14dの各ラッチは内部RAM707に接続されてい
る。ラッチ715fはプロセッサ705に接続されてい
る。本発明に従ってエコー・キャンセラ150の中に回
路700として実現されているFIRフィルタの動作は
次のように行なわれる。ディジタイズされた音声信号入
力の各入力信号サンプルx(t)は、入力702を通し
て外部RAM710に対して提供されている。次にRA
M710は以前に格納された入力信号サンプルをプロセ
ッサ705および遅延バッファ711aに対して要求す
る。各入力信号サンプルが遅延バッファ711aに対し
て提供される時、遅延バッファ711aは以前の入力信
号サンプルを次の遅延バッファ712aに提供し、同様
にマルチプレクサ711cに対して提供する。したがっ
て、或る任意の一時点で、入力信号サンプルx[t−
n]は遅延バッファ711aの中にあり、x[t−n−
1]は遅延バッファ712aの中にあり、そしてx[t
−n−2]は、遅延バッファ713aの中にあり、以下
同様である。
よびhxコンボルーション回路715〜718は次のよ
うに相互に接続されている。遅延バッファ711aは遅
延バッファ712aに接続され、順に712aは遅延バ
ッファ713aに接続され、以下同様に遅延バッファ7
18aまで接続されている。加算器711eの出力は加
算器712eの入力の1つに接続され、加算器712e
の出力は加算器713eの入力の1つに接続され、そし
て加算器713eの出力は加算器714eの入力の1つ
に接続されている。加算器714eの出力はマルチプレ
クサ715b、716b、717bおよび718bの各
入力に接続されている。715f、716f、717f
および718fの各ラッチはマルチプレクサ720に接
続されている。711d、712d、713dおよび7
14dの各ラッチは内部RAM707に接続されてい
る。ラッチ715fはプロセッサ705に接続されてい
る。本発明に従ってエコー・キャンセラ150の中に回
路700として実現されているFIRフィルタの動作は
次のように行なわれる。ディジタイズされた音声信号入
力の各入力信号サンプルx(t)は、入力702を通し
て外部RAM710に対して提供されている。次にRA
M710は以前に格納された入力信号サンプルをプロセ
ッサ705および遅延バッファ711aに対して要求す
る。各入力信号サンプルが遅延バッファ711aに対し
て提供される時、遅延バッファ711aは以前の入力信
号サンプルを次の遅延バッファ712aに提供し、同様
にマルチプレクサ711cに対して提供する。したがっ
て、或る任意の一時点で、入力信号サンプルx[t−
n]は遅延バッファ711aの中にあり、x[t−n−
1]は遅延バッファ712aの中にあり、そしてx[t
−n−2]は、遅延バッファ713aの中にあり、以下
同様である。
【0053】プロセッサ705は最初のM個の、すなわ
ち、4個のタップについて従来のLMS更新計算を実行
する。言い換えれば、図7のステップ308〜316を
実行する。次に、ステップ318〜324に示されてい
るように、更新サブセット・ブロックの中のタップの更
新がタップ更新回路711〜714によって行なわれ
る。各タップhn (t)に対して、RAM710は第1
の加算器711eに対しhn (t−4)の値を提供す
る。さらに、プロセス300のステップ320の中で定
義されている適切な正規化された誤差信号の値が、内部
RAM707からラッチ711d〜714dに対して提
供される。次に、711c〜714cの各マルチプレク
サは対応する遅延バッファ711a〜714aおよびラ
ッチ711d〜714dからの入力信号サンプル値を使
って、ステップ320に対して呼び出された計算を実行
する。次に、加算器711e〜714eはマルチプレク
サ711c〜714cの出力と加算器711eにおいて
提供されている以前のhn (t−4)とを加算して新し
いhn (t)の値を出力する。
ち、4個のタップについて従来のLMS更新計算を実行
する。言い換えれば、図7のステップ308〜316を
実行する。次に、ステップ318〜324に示されてい
るように、更新サブセット・ブロックの中のタップの更
新がタップ更新回路711〜714によって行なわれ
る。各タップhn (t)に対して、RAM710は第1
の加算器711eに対しhn (t−4)の値を提供す
る。さらに、プロセス300のステップ320の中で定
義されている適切な正規化された誤差信号の値が、内部
RAM707からラッチ711d〜714dに対して提
供される。次に、711c〜714cの各マルチプレク
サは対応する遅延バッファ711a〜714aおよびラ
ッチ711d〜714dからの入力信号サンプル値を使
って、ステップ320に対して呼び出された計算を実行
する。次に、加算器711e〜714eはマルチプレク
サ711c〜714cの出力と加算器711eにおいて
提供されている以前のhn (t−4)とを加算して新し
いhn (t)の値を出力する。
【0054】図4のステップ414および図6のステッ
プ616に示されているような現在および将来のhxコ
ンボルーションは、hxコンボルーション回路715〜
718によって実行される。加算器714eは、それが
発生する新しい各hn (t)の結果を記憶のために外部
RAM710に対して、そして現在および将来のhxコ
ンボルーション値の計算に使うためにマルチプレクサ7
15b〜718bの各入力に対して提供する。同時に、
コンボルーションを実行するために必要な4つの入力信
号サンプル値が遅延バッファ715a〜718aによっ
て提供される。回路715は現在の入力信号サンプルx
(t)に対するhxコンボルーションを実行し、その結
果をマイクロプロセッサ705へ送る。同様に、回路7
16、717および718は将来の入力信号サンプルx
[t+1]、x[t+2]およびx[t+3]に対する
将来のhxコンボルーションを実行する。
プ616に示されているような現在および将来のhxコ
ンボルーションは、hxコンボルーション回路715〜
718によって実行される。加算器714eは、それが
発生する新しい各hn (t)の結果を記憶のために外部
RAM710に対して、そして現在および将来のhxコ
ンボルーション値の計算に使うためにマルチプレクサ7
15b〜718bの各入力に対して提供する。同時に、
コンボルーションを実行するために必要な4つの入力信
号サンプル値が遅延バッファ715a〜718aによっ
て提供される。回路715は現在の入力信号サンプルx
(t)に対するhxコンボルーションを実行し、その結
果をマイクロプロセッサ705へ送る。同様に、回路7
16、717および718は将来の入力信号サンプルx
[t+1]、x[t+2]およびx[t+3]に対する
将来のhxコンボルーションを実行する。
【0055】ここで、回路715によるhxコンボルー
ションを求める動作の例が説明される。前に説明したよ
うに、hn (t)はマルチプレクサ715bに対して提
供される。同様に、遅延バッファ715aはステップ6
16の中で定義されているように、適切な入力信号サン
プルx[t−n]をマルチプレクサ715bに対して提
供する。次に、マルチプレクサ715bはそのhxの結
果を遅延バッファ715cに対して提供し、それはそこ
で一時的に保持される。次に、遅延バッファ715e
(現在の入力信号サンプルのhx値のランニング・トー
タル、すなわち、合計を保持する)が加算器715dに
対する合計を提供する。遅延バッファ715cの中の新
しいhxの値がステップ616に従って、加算器715
dの中のランニング・トータルに加算される。そのラン
ニング・トータルは計算完了時にさらにラッチ715の
中に格納される。ラッチ715は最終のhxコンボルー
ションの合計値(このブロックの中の各タップからの貢
献を含んでいる)をマイクロプロセッサ705に対して
提供する。同様に、回路716、717および718は
ステップ414に従って、将来のhxコンボルーション
を実行する。最終の計算結果はラッチ716f、717
fおよび717fにそれぞれ格納されて保持され、次に
外部RAM710に対して適切に転送される。
ションを求める動作の例が説明される。前に説明したよ
うに、hn (t)はマルチプレクサ715bに対して提
供される。同様に、遅延バッファ715aはステップ6
16の中で定義されているように、適切な入力信号サン
プルx[t−n]をマルチプレクサ715bに対して提
供する。次に、マルチプレクサ715bはそのhxの結
果を遅延バッファ715cに対して提供し、それはそこ
で一時的に保持される。次に、遅延バッファ715e
(現在の入力信号サンプルのhx値のランニング・トー
タル、すなわち、合計を保持する)が加算器715dに
対する合計を提供する。遅延バッファ715cの中の新
しいhxの値がステップ616に従って、加算器715
dの中のランニング・トータルに加算される。そのラン
ニング・トータルは計算完了時にさらにラッチ715の
中に格納される。ラッチ715は最終のhxコンボルー
ションの合計値(このブロックの中の各タップからの貢
献を含んでいる)をマイクロプロセッサ705に対して
提供する。同様に、回路716、717および718は
ステップ414に従って、将来のhxコンボルーション
を実行する。最終の計算結果はラッチ716f、717
fおよび717fにそれぞれ格納されて保持され、次に
外部RAM710に対して適切に転送される。
【0056】マイクロプロセッサ705は図5および図
6に示されている残りのステップを実行する。例えば、
プロセッサ705は図5に関連して説明されている欠落
した更新補正値を、外部RAM710から適切な入力信
号サンプルを読み出すことによって求める。言い換えれ
ば、プロセッサ705はステップ510〜520を実行
し、ステップ514を実行するのに必要な格納されてい
る値がRAM710から読み出される。同様にプロセッ
サ705は図6に関連して、上で説明されている評価エ
コー信号を計算する。上で示され、説明された実施例お
よび変形版は本発明の原理を示すためだけのものであ
り、他の各種の変形がこの分野の技術に熟達した人によ
って、本発明の適用範囲および精神から離れることなし
に実施される可能性がある。
6に示されている残りのステップを実行する。例えば、
プロセッサ705は図5に関連して説明されている欠落
した更新補正値を、外部RAM710から適切な入力信
号サンプルを読み出すことによって求める。言い換えれ
ば、プロセッサ705はステップ510〜520を実行
し、ステップ514を実行するのに必要な格納されてい
る値がRAM710から読み出される。同様にプロセッ
サ705は図6に関連して、上で説明されている評価エ
コー信号を計算する。上で示され、説明された実施例お
よび変形版は本発明の原理を示すためだけのものであ
り、他の各種の変形がこの分野の技術に熟達した人によ
って、本発明の適用範囲および精神から離れることなし
に実施される可能性がある。
【図1】本発明に従って動作するエコー・キャンセラの
中の適応型FIRフィルタの実装を含んでいる、ポイン
ト・ツー・ポイントの遠隔通信の回路を示している。
中の適応型FIRフィルタの実装を含んでいる、ポイン
ト・ツー・ポイントの遠隔通信の回路を示している。
【図2A】本発明に従って、図1の中に示されている遠
隔通信回路の中で利用できる適応型FIRフィルタを含
んでいるエコー・キャンセラの説明的なブロック図を示
している。
隔通信回路の中で利用できる適応型FIRフィルタを含
んでいるエコー・キャンセラの説明的なブロック図を示
している。
【図2B】本発明による図1および図2Aの適応型FI
Rフィルタによって実行される演算の機能的なフロー図
を示している。
Rフィルタによって実行される演算の機能的なフロー図
を示している。
【図3】図2Bに記述されている適応型FIRフィルタ
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の1を示している。
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の1を示している。
【図4】図2Bに記述されている適応型FIRフィルタ
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の2を示している。
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の2を示している。
【図5】図2Bに記述されている適応型FIRフィルタ
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の3を示している。
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の3を示している。
【図6】図2Bに記述されている適応型FIRフィルタ
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の4を示している。
の演算を実行するための方法についての機能的な詳細の
フロー図の4を示している。
【図7】図2B、図4、図5および図6に従って、遅延
のない応答信号の評価を発生するために適応型FIRフ
ィルタの演算を実行する方法の機能的なフロー図を示し
ている。
のない応答信号の評価を発生するために適応型FIRフ
ィルタの演算を実行する方法の機能的なフロー図を示し
ている。
【図8】図2B、図4、図5、図6および図7のフロー
図の演算を実行するために動作することができるエコー
・キャンセラとして構成された適応型FIRフィルタの
ブロック図を示している。
図の演算を実行するために動作することができるエコー
・キャンセラとして構成された適応型FIRフィルタの
ブロック図を示している。
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム イー.キーズラー アメリカ合衆国 07724 ニュージャーシ ィ,ティントン フォールズ,エッジブル ック コート 71
Claims (24)
- 【請求項1】 システムが、そのシステムに対して導入
される入力信号サンプルから作り出す応答信号の評価値
を発生するための方法であって、その方法は、 N個のタップを含んでいる適応型有限インパルス応答
(FIR)フィルタの第1および第2の入力において、
それぞれ入力信号サンプルおよび応答信号を提供するス
テップと、 複数の入力信号サンプル値と複数の応答信号値をメモリ
に格納するステップと、 FIRフィルタのタップをM個のサブセット・ブロック
にグループ分けし、各サブセット・ブロックがN/M個
のタップを含むようにするステップと、 M番目の入力信号サンプルごとに、M個の各サブセット
・ブロックの中に含まれているタップの値をそれぞれ定
期的に更新するステップと、 過去の入力信号サンプルの値と更新サブセット・ブロッ
クの中のタップの値とのコンボルーションから、最初の
入力信号サンプルに対する将来のコンボルーション値を
計算するステップと、 その将来のコンボルーション値をメモリに格納するステ
ップと、 現在の第1入力信号サンプルにおいてすべての更新しな
いタップを補正するために過去の入力信号サンプルの値
を使って欠落した更新補正コンボルーション値を計算す
るステップと、 その欠落した更新補正コンボルーション値をメモリに格
納するステップと、 更新サブセット・ブロックのタップ値と過去の入力信号
サンプルの値との最初の部分的コンボルーションから、
最初の部分的評価応答信号値を計算するステップと、 前に格納されていた将来のコンボルーションの値と、欠
落した更新コンボルーションおよび正規化された誤差信
号の値に基づいて追加のM−1個の部分評価応答信号を
計算するステップと、 最初および追加のM−1個の部分的評価応答信号値を加
算して、最初の入力信号サンプルに対する最初の評価応
答信号を得るステップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 最初の評価応答信号値と対応する最初の
応答信号値との間の差を計算するステップと、 その差を最初の入力信号サンプルに関連した誤差信号値
としてメモリに格納するステップとをさらに含んでいる
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 FIRフィルタが通信ネットワークのエ
コー・キャンセラの中に含まれていて、その入力信号サ
ンプルはネットワークのチャネル上で提供される音声信
号のサンプルであり、その応答信号はその入力信号サン
プルをネットワークに導入することによってそのチャネ
ルの中で発生されるエコー信号であり、そして評価応答
信号は評価エコー信号であることを特徴とする、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項4】 最初のエコー評価信号値と、対応してい
る最初のエコー信号値との差を計算してその結果の信号
を提供し、エコーがネットワークから消去されるように
するステップをさらに含んでいることを特徴とする、請
求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 システムが、そのシステムに対して導入
される入力信号サンプルから作り出す応答信号の評価値
を発生するための方法であって、その方法は、 N個のタップを含んでいる適応型有限インパルス応答
(FIR)フィルタの第1および第2の入力において、
それぞれ入力信号サンプルおよび応答信号を提供するス
テップと、 複数の入力信号サンプル値と複数の応答信号値をメモリ
に格納するステップと、 FIRフィルタのタップを第1のサブセット・ブロック
とM個の第2のサブセット・ブロックに分けて、その第
1のサブセット・ブロックが最初のM個のタップを含
み、残りのN−M個のタップがM個の第2サブセット・
ブロックにグループ分けされて、そのM個の第2サブセ
ット・ブロックの各ブロックが(N−M)/N個のタッ
プを含んでいるようにするステップと、 受信されたすべての入力信号サンプルに対して、第1サ
ブセット・ブロックに対する更新されたタップ値を計算
するステップと、 M番目の入力信号サンプルごとに、M個の第2サブセッ
ト・ブロックの中の各ブロックに含まれているタップの
値をそれぞれ定期的に更新するステップと、 過去の入力信号サンプルの値と更新サブセット・ブロッ
クの中のタップの値とのコンボルーションから、最初の
入力信号サンプルに対する将来のコンボルーション値を
計算するステップと、 その将来のコンボルーション値をメモリに格納するステ
ップと、 現在の第1入力信号サンプルにおける更新しないすべて
のタップを補正するために、過去の入力信号サンプルの
値を使って欠落した更新補正コンボルーション値を計算
するステップと、 その欠落した更新補正コンボルーション値をメモリに格
納するステップと、 更新サブセット・ブロックおよび第1サブセット・ブロ
ックのタップ値と過去の入力信号サンプルの値との最初
の部分的コンボルーションから、最初の部分的評価応答
信号値を計算するステップと、 前に格納されていた将来のコンボルーションの値と、欠
落した更新コンボルーションおよび正規化された誤差信
号の値に基づいて追加のM−1個の部分評価応答信号値
を計算するステップと、 最初および追加のM−1個の部分的評価応答信号値を加
算して、最初の入力信号サンプルに対する最初の評価応
答信号を得るステップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項6】 最初の評価応答信号値と対応する最初の
応答信号値との間の差を計算するステップと、 その差を最初の入力信号サンプルに関連した誤差信号値
としてメモリに格納するステップとをさらに含んでいる
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 FIRフィルタが通信ネットワークのエ
コー・キャンセラの中に含まれていて、その入力信号サ
ンプルはネットワークのチャネル上で提供される音声信
号のサンプルであり、その応答信号はその入力信号サン
プルをネットワークに導入することによってそのチャネ
ルの中で発生されるエコー信号であり、そして評価応答
信号は評価エコー信号であることを特徴とする、請求項
5に記載の方法。 - 【請求項8】 最初のエコー評価信号値と、それに対応
している最初のエコー信号値との差を計算してその結果
の信号を提供し、エコーがネットワークから消去される
ようにするステップをさらに含んでいることを特徴とす
る、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 システムが、そのシステムに対して導入
される入力信号サンプルから作り出す応答信号の評価値
を発生するための装置であって、その装置は、 入力信号サンプルおよび応答信号をそれぞれ受信するた
めの第1および第2の入力をそれぞれ備えている、N個
のタップを含んでいる適応型有限インパルス応答(FI
R)フィルタと、 複数の入力信号サンプル値および複数の応答信号値を記
憶するためのメモリと、 プロセッサとを含み、そのプロセッサは、 FIRフィルタのタップをM個のサブセット・ブロック
にグループ分けし、各サブセット・ブロックがN/M個
のタップを含むようにするようにする操作と、 M番目ごとの入力信号サンプルに対して、M個のサブセ
ット・ブロックに含まれるタップの値をそれぞれ定期的
に更新する操作と、 更新サブセット・ブロックの中のタップの値と過去の入
力信号サンプルの値とのコンボルーションから最初の入
力信号サンプルに対する将来のコンボルーションを計算
する操作と、 現在の最初の入力信号サンプルにおける更新しないすべ
てのタップを補正するために、過去の入力信号サンプル
の値を使って欠落した更新コンボルーション値を計算
し、その中でプロセッサがその将来のコンボルーション
および欠落した更新コンボルーション値をメモリに記憶
する操作とを実行し、 そしてその中でプロセッサは、 更新サブセット・ブロックのタップ値と過去の入力信号
サンプルの値との最初の部分的コンボルーションから、
最初の部分的応答信号値を計算する操作と、 将来のコンボルーション、欠落した更新補正コンボルー
ションおよび正規化された誤差信号の値に基づいてM−
1個の追加の部分的評価応答信号値を計算する操作と、 最初の部分的評価応答信号値とM−1個の追加の部分的
評価応答信号値とを加算して、最初の入力信号サンプル
に対する最初の評価応答信号を得る操作とを実行するこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項10】 マイクロプロセッサが、 最初の評価応答信号値と格納された最初の応答信号値と
の差を計算する操作と、 その差をその入力信号サンプルに関連する誤差信号値と
してメモリの中に格納する操作とを実行することを特徴
とする、請求項9に記載の装置 - 【請求項11】 最初のエコー評価信号値を受信するた
めの負の入力およびシステムからの応答信号を受信する
ための正の入力を含んでいる加算器であって、前記加算
器は前記正および負の入力で受信される信号を加算し、
その結果をプロセッサに対して提供し、プロセッサはそ
の結果を最初の入力信号サンプルに関連する誤差信号値
としてメモリの中に格納することを特徴とする加算器を
さらに含んでいる、請求項9に記載の装置。 - 【請求項12】 FIRフィルタが通信ネットワークの
エコー・キャンセラの中に含まれていて、その入力信号
サンプルはネットワークのチャネル上で提供される音声
信号のサンプルであり、応答信号はネットワークに対す
る入力信号サンプルの導入からチャネル内で発生される
エコー信号であって、評価応答信号は評価エコー信号で
あることを特徴とする、請求項9に記載の装置。 - 【請求項13】 プロセッサが、 最初の評価応答信号値と対応する最初の応答信号値との
差を計算する操作と、 その差をその最初の入力信号サンプルに関連した誤差信
号値としてメモリに格納する操作とを実行することを特
徴とする、請求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 最初のエコー評価信号値を受信するた
めの負の入力と、システムからの応答信号を受信するた
めの正の入力とを含んでいて、前記正および負の入力に
おいて受信された信号を、エコーがネットワークから消
去されるように、結果の信号を提供するために加算する
加算器をさらに含んでいることを特徴とする、請求項1
3に記載の装置。 - 【請求項15】 システムに導入される入力信号サンプ
ルからシステムが作り出す応答信号の評価値を発生する
ための装置であって、その装置は、 入力信号サンプルおよび応答信号をそれぞれ受信するた
めの第1および第2の入力を備えていて、タップ数がN
である適応型有限インパルス応答(FIR)フィルタ
と、 複数の入力信号値および複数の応答信号値を格納するた
めのメモリと、 プロセッサとを含んでいて、そのプロセッサは、 FIRフィルタのタップを第1のサブセット・ブロック
とM個の第2のサブセット・ブロックとにグループ分け
し、第1のサブセット・ブロックが最初のM個のタップ
を含み、残りのM−N個のタップがM個の第2サブセッ
ト・ブロックの中にグループ分けされていて、M個の第
2サブセット・ブロックの各々が(N−M)/Nタップ
を含んでいるようにする操作と、 受信されるすべての入力信号サンプルに対して、最初の
サブセット・ブロックに対する更新されたタップ値を計
算する操作と、 M番目の入力信号サンプルごとに、M個の各第2サブセ
ット・ブロックの中にそれぞれ含まれているタップの値
を定期的に更新する操作と、 更新サブセット・ブロックの中のタップの値と過去の入
力信号サンプルの値とのコンボルーションから、最初の
入力信号サンプルに対する将来のコンボルーション値を
計算する操作と、 現在の最初の入力信号サンプルにおける更新しないすべ
てのタップを補正するために、過去の入力信号サンプル
の値を使って欠落した更新コンボルーション値を計算
し、その将来のコンボルーションおよび欠落コンボルー
ションの値をメモリに格納する操作とを実行し、 そしてその中でプロセッサは、 更新サブセット・ブロックおよび最初のサブセット・ブ
ロックのタップ値と過去の入力信号サンプルの値との最
初の部分的コンボルーションから最初の部分的評価応答
信号値を計算する操作と、 将来のコンボルーション、欠落更新補正コンボルーショ
ンおよび正規化された誤差信号値の以前に格納されてい
た値に基づいて、M−1個の追加の部分的評価応答信号
値を計算する操作と、 最初の、およびM−1個の追加の部分評価応答信号値を
加算して最初の入力信号サンプルに対する最初の評価応
答値を得る操作とを実行することを特徴とする装置。 - 【請求項16】 最初のエコー評価信号値を受信するた
めの負の入力およびシステムからの応答信号を受信する
ための正の入力を含んでいる加算器であって、前記加算
器は前記正および負の入力で受信される信号を加算し、
その結果をプロセッサに対して提供し、そのプロセッサ
はその結果を最初の入力信号サンプルに関連する誤差信
号値としてメモリの中に格納することを特徴とする加算
器をさらに含む、請求項15に記載の装置。 - 【請求項17】 プロセッサが、 最初の評価応答信号値と対応する最初の応答信号値との
差を計算する操作と、 その差をその最初の入力信号サンプルに関連した誤差信
号値としてメモリに格納する操作とを実行することを特
徴とする、請求項15に記載の装置。 - 【請求項18】 FIRフィルタが、通信ネットワーク
のエコー・キャンセラの中に含まれていて、入力信号サ
ンプルがネットワークのチャネル上で提供される音声信
号のサンプルであり、応答信号がネットワークに対する
入力信号サンプルの導入からチャネル内で発生されるエ
コー信号であって、評価応答信号が評価エコー信号であ
ることを特徴とする、請求項12に記載の装置。 - 【請求項19】 プロセッサが、 最初の評価応答信号値と対応する最初の応答信号値との
差を計算する操作と、 その差をその最初の入力信号サンプルに関連した誤差信
号値としてメモリに格納する操作とを実行することを特
徴とする、請求項18に記載の装置。 - 【請求項20】 最初のエコー評価信号値を受信するた
めの負の入力と、システムからの応答信号を受信するた
めの正の入力とを含んでいて、前記正および負の入力に
おいて受信された信号を加算して、エコーがネットワー
クから消去されるようにするために、結果の信号を提供
する加算器をさらに含む、請求項18に記載の装置。 - 【請求項21】 システムの内部にある通信回路の中の
エコー信号を消去するための遠隔通信システムであっ
て、 長距離ネットワークに対して動作するように接続されて
いる第1の電話機と、 長距離ネットワークに対して動作するように接続されて
いる第2の電話機と、 長距離ネットワークと第2の電話機の接続によって定義
されている第1の回路の中に動作するように接続されて
いるエコー・キャンセラとを含み、 前記エコー・キャンセラはM個のタップの適応型FIR
フィルタを含んでいて、そのフィルタは、 第1の電話機から第2の電話機へ転送された音声信号の
入力信号サンプルを第1の入力において受信し、 音声信号から第1の回路の中で発生されて第1の電話機
へ送り戻されるエコー信号を第2の入力において受信
し、 入力信号サンプル値およびエコー信号の値をメモリに格
納し、 FIRフィルタのタップをM個のサブセット・ブロック
に分け、各サブセット・ブロックがN/M個のタップを
含むようにグループ分けし、 M番目の入力信号サンプルすべてに対して、M個の各サ
ブセット・ブロックの中に含まれているタップの値をそ
れぞれ定期的に更新し、 更新サブセット・ブロックの中のタップの値と、過去の
入力信号サンプルの値とのコンボルーションから最初の
入力信号サンプルに対する将来のコンボルーション値を
計算し、 その将来のコンボルーション値をメモリに格納し、 現在の最初の入力信号サンプルにおける更新されないす
べてのタップに対する補正を行なうために、過去の入力
信号サンプルの値を使って欠落した更新補正コンボルー
ション値を計算し、 その欠落した更新補正コンボルーション値をメモリに格
納し、 更新サブセット・ブロックのタップの値と過去の入力信
号サンプルの値との最初の部分的コンボルーションから
最初の部分的評価エコー信号値を計算し、将来のコンボ
ルーション、欠落した更新コンボルーションおよび正規
化された 誤差信号の値の以前に格納された値に基づいて、M−1
個の追加の部分的評価エコー信号値を計算し、 最初の部分的評価応答信号値とM−1個の追加の部分的
評価応答信号値とを加算して、最初の入力信号サンプル
に対する最初の評価応答信号を作り出し、その最初のエ
コー評価信号値が第1の電話機へ送り戻される前に第1
の回路の中で作られた対応する最初のエコー信号を消去
するために利用できるようにすることを特徴とする装
置。 - 【請求項22】 最初のエコー評価信号値を受信するた
めの負の入力および第1の回路からの最初のエコーを受
信するための正の入力を含んでいる加算器をさらに含ん
でいて、前記加算器は前記正および負の入力において受
信された信号を加算し、その結果を最初の入力信号サン
プルに関連した誤差信号値としてメモリに格納するため
にエコー・キャンセラへ提供することを特徴とする、請
求項21に記載のシステム。 - 【請求項23】 システムの内部にある通信回路の中の
エコー信号を消去するための遠隔通信システムであっ
て、 長距離ネットワークに対して動作するように接続されて
いる第1の電話機と、 長距離ネットワークに対して動作するように接続されて
いる第2の電話機と、 長距離ネットワークと第2の電話機の接続によって定義
されている第1の回路の中に動作するように接続されて
いるエコー・キャンセラとを含み、 前記エコー・キャンセラはM個タップの適応型FIRフ
ィルタを含んでいて、そのフィルタは、 第1の電話機から第2の電話機へ転送された音声信号の
入力信号サンプルを第1の入力において受信し、 音声信号から第1の回路の中で発生されて第1の電話機
へ送り戻されるエコー信号を第2の入力において受信
し、 入力信号サンプル値およびエコー信号の値をメモリに格
納し、 FIRフィルタのタップを第1のサブセット・ブロック
およびM個の第2のサブセット・ブロックに分け、その
第1のサブセット・ブロックが最初のM個のタップを含
み、残りのN−M個のタップがM個の第2サブセット・
ブロックの中にグループ分けされ、M個の各第2サブセ
ット・ブロックが(N−M)/N個のタップを含んでい
るようにグループ分けし、 受信されたすべての入力信号サンプルに対して第1のサ
ブセット・ブロックに対する更新されたタップ値を計算
し、 M番目の入力信号サンプルごとに、M個の各第2サブセ
ット・ブロックの中に含まれているタップの値をそれぞ
れ定期的に更新し、 更新サブセット・ブロックの中のタップの値と過去の入
力信号サンプルの値とのコンボルーションから最初の入
力信号サンプルに対する将来のコンボルーション値を計
算し、 その将来のコンボルーション値をメモリに格納し、 現在の最初の入力信号サンプルにおける更新しないすべ
てのタップに対して補正するために、過去の入力信号サ
ンプルの値を使って欠落した更新コンボルーション値を
計算し、 その欠落した更新コンボルーション値をメモリに格納
し、 更新サブセット・ブロックと第1のサブセット・ブロッ
クのタップ値と過去の入力信号サンプルの値との最初の
部分的コンボルーションから最初の部分的評価応答信号
値を計算し、 以前に格納されている将来のコンボルーション、欠落更
新補正コンボルーションおよび正規化誤差信号の値に基
づいて、M−1個の追加の部分的評価応答信号値を計算
し、 最初の部分的評価応答信号値とM−1個の追加の部分的
評価応答信号値とを加算して、最初の入力信号サンプル
に対する最初の評価応答信号を作り出し、最初のエコー
評価信号値が、第1の電話機に対して送り戻される前に
第1の回路の中で作られた対応している最初のエコー信
号を消去するために利用できるようにすることを特徴と
する装置。 - 【請求項24】 最初のエコー評価信号値を受信するた
めの負の入力および第1の回路からの最初のエコーを受
信するための正の入力を含んでいる加算器をさらに含
み、前記加算器は前記正および負の入力において受信さ
れた信号を加算し、その結果を最初の入力信号サンプル
に関連した誤差信号値としてメモリに格納するためにエ
コー・キャンセラへ提供することを特徴とする、請求項
23に記載のシステム。
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CA2171778A1 (en) | 1996-10-01 |
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