JP3228963B2 - Echo canceller - Google Patents
Echo cancellerInfo
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばハンズフリー通
話機能を有する電話装置において、スピーカからマイク
ロホンへの受話音声の回り込みにより発生する音響エコ
ーや、通信回線のハイブリッド回路で発生する回線エコ
ーを消去するために使用されるエコーキャンセラに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a telephone apparatus having, for example, a hands-free communication function, which eliminates an acoustic echo generated by a wraparound of a received voice from a speaker to a microphone and a line echo generated by a hybrid circuit of a communication line. Related to the echo canceller used to
【0002】[0002]
【従来の技術】通信回線においては、加入者線のような
2線区間と長距離中継線のような4線区間とが混在して
いる。4線区間と2線区間とを接続する4線−2線変換
器には一般にハイブリッドトランスが使用される。しか
し、線路インピーダンスにはバラツキがあるため、ハイ
ブリッドトランスにおいて完全なインピーダンス整合を
取ることは困難である。このため、通信回線では4線−
2線変換器において回線エコーが発生する。2. Description of the Related Art In a communication line, a two-line section such as a subscriber line and a four-line section such as a long-distance trunk line are mixed. Generally, a hybrid transformer is used for a 4-wire to 2-wire converter connecting the 4-wire section and the 2-wire section. However, since the line impedance varies, it is difficult to achieve perfect impedance matching in the hybrid transformer. For this reason, the communication line has four lines.
Line echo occurs in the two-wire converter.
【0003】また、ハンドセットの代わりに電話装置本
体に設けられたスピーカとマイクロホンとを使用して通
話を行なう、いわゆるハンズフリー通話機能を有してい
る電話装置や、同様の通話形態を採るテレビ会議システ
ムでは、スピーカから発生された受話音声が壁や天井で
反射してマイクロホンに回り込むため、音響エコーが発
生する。In addition, a telephone device having a so-called hands-free communication function for making a telephone call using a speaker and a microphone provided in a telephone device main body instead of a handset, and a video conference adopting a similar communication form. In the system, the received voice generated from the speaker is reflected on the wall or ceiling and goes around the microphone, so that an acoustic echo is generated.
【0004】これらのエコーは、特にディジタル通信方
式を採用した通信システムや、通信回線中に例えば通信
衛星を介在する通信システムのように、伝送遅延量が比
較的大きい通信システムにあっては、通信品質の著しい
劣化を招き非常に好ましくない。[0004] These echoes are particularly noticeable in a communication system employing a digital communication system or a communication system having a relatively large transmission delay amount, such as a communication system in which a communication satellite is interposed in a communication line. This is very undesirable because it causes a significant deterioration in quality.
【0005】例えば、ディジタル自動車無線電話システ
ムにおいては、無線周波数の有効利用の観点から低ビッ
トレートの音声符号化器が使用され始めている。低ビッ
トレートの音声符号化器としては、例えば4〜8kbpsで
比較的良好な音声品質を得ることが可能なCELP(Co
de Excited Linear Prediction)方式、あるいはその改
良型であるVSELP(vector Sun Excited Linear Pr
ediction)方式が用いられる。CELP方式の詳細な点
については、M.R.Schroeder 氏とB.S.Atal氏の“Code-E
xcited Linear Prediction(CELP):High-Quality
Speach At Very Low Bit Rates ”in Proc.ICASSP.198
5,pp.937〜939 に述べられている。これらの符号化方式
では、一般に音声信号を低ビットレートに圧縮するため
にフレーム単位で符号化処理が行なわれ、またバースト
誤りに対する訂正能力を高めるためにインタリーブが用
いられている。このため、ディジタル自動車無線電話シ
ステムにおける伝送遅延は片道で約100msec にもなる。For example, in a digital automobile radio telephone system, a low bit rate speech encoder has begun to be used from the viewpoint of effective use of radio frequency. As a low bit rate speech encoder, for example, CELP (CoP) capable of obtaining relatively good speech quality at 4 to 8 kbps.
de Excited Linear Prediction (VEx), or its improved version VSELP (vector Sun Excited Linear Pr
ediction) method is used. For more details on the CELP method, see MRSchroeder and BSAtal's "Code-E
xcited Linear Prediction (CELP): High-Quality
Speach At Very Low Bit Rates ”in Proc.ICASSP.198
5, pp. 937-939. In these coding systems, generally, coding processing is performed on a frame basis to compress an audio signal to a low bit rate, and interleaving is used to enhance a capability of correcting a burst error. For this reason, the transmission delay in the digital car radio telephone system is about 100 msec one way.
【0006】そこで、従来よりこの種のシステムでは、
エコーパスの特性を適応フィルタにより推定してエコー
パスと同一の特性を有する擬似エコーを生成し、この擬
似エコーを通話信号から差し引くことにより通話信号中
に含まれるエコー成分を消去する、いわゆるエコーキャ
ンセラが使用されている。自動車無線電話システムで
は、移動局に音響エコーを消去するための音響エコーキ
ャンセラが、また基地局に回線エコーをキャンセルする
ための回線エコーキャンセラが設けられる。Therefore, conventionally, in this type of system,
A so-called echo canceller is used, which estimates the characteristics of the echo path with an adaptive filter, generates a pseudo echo having the same characteristics as the echo path, and eliminates the echo component contained in the speech signal by subtracting this pseudo echo from the speech signal. Have been. In an automobile radio telephone system, a mobile station is provided with an acoustic echo canceller for canceling an acoustic echo, and a base station is provided with a line echo canceller for canceling a line echo.
【0007】図3は、音響エコーキャンセラを備えたデ
ィジタル自動車無線電話移動局の構成の一例を示す回路
ブロック図である。同図において、図示しない基地局か
ら所定の無線周波数の空きタイムスロットを使用して送
られた無線通信信号は、アンテナ1および共用器(DU
P)2を介して受信回路(RX)3に入力され、ここで
周波数シンセサイザ(SYN)4から出力される局部発
振信号と合成されて中間周波信号に変換される。そし
て、この受信中間周波信号は、ディジタル復調回路(D
EM)6によりフレーム同期およびビット同期がとられ
たうえでディジタル復調される。尚、上記フレーム同期
およびビット同期により得られた同期信号は制御回路
(CONT)20に供給される。FIG. 3 is a circuit block diagram showing an example of the configuration of a digital mobile radio telephone mobile station having an acoustic echo canceller. In the figure, a radio communication signal transmitted from a base station (not shown) using a vacant time slot of a predetermined radio frequency includes an antenna 1 and a duplexer (DU).
The signal is input to a receiving circuit (RX) 3 via a P) 2 and is combined with a local oscillation signal output from a frequency synthesizer (SYN) 4 to be converted into an intermediate frequency signal. The received intermediate frequency signal is supplied to a digital demodulation circuit (D
After the frame synchronization and the bit synchronization by the EM) 6, the digital demodulation is performed. The synchronization signal obtained by the frame synchronization and the bit synchronization is supplied to a control circuit (CONT) 20.
【0008】上記ディジタル復調回路6から出力された
ディジタル復調信号には、ディジタル通話信号とディジ
タル制御信号とがあり、このうちディジタル制御信号は
制御回路20に供給されて識別される。一方ディジタル
通話信号は、A/D変換器7でサンプリングされたのち
誤り訂正復号回路(CH−DEC)8で誤り訂正復号化
される。そして、この誤り訂正復号されたディジタル通
話信号は、音声復号回路(SP−DEC)9で後述する
復号化処理が施され、さらにD/A変換器10でアナロ
グ通話信号に戻されたのち、スピーカ11に供給されて
このスピーカ11から拡声出力される。The digital demodulation signal output from the digital demodulation circuit 6 includes a digital communication signal and a digital control signal. Of these, the digital control signal is supplied to the control circuit 20 and identified. On the other hand, the digital speech signal is sampled by the A / D converter 7 and then subjected to error correction decoding by an error correction decoding circuit (CH-DEC) 8. The error-decoded digital call signal is subjected to a decoding process described later in a speech decoding circuit (SP-DEC) 9, and further returned to an analog call signal in a D / A converter 10. The signal is supplied to the speaker 11 and output from the speaker 11.
【0009】一方、マイクロホン12により入力された
送話信号は、A/D変換器13でサンプリングされたの
ち、音響エコーキャンセラ14を介して音声符号回路
(SP−COD)15に入力され、ここで符号化され
る。この符号化により得られたディジタル送話信号は、
制御回路20から出力されるディジタル制御信号ととも
に誤り訂正符号回路(CH−COD)16で誤り訂正符
号化され、さらにD/A変換器17でD/A変換された
のち、ディジタル変調回路(MOD)18に入力され
る。このディジタル変復調回路18では、上記D/A変
換器17から供給された送信信号に応じた中間周波数の
変調信号が発生され、送信回路(TX)5に入力され
る。送信回路5では、上記変調信号が周波数シンセサイ
ザ4から出力される局部発振信号と合成されて高周波信
号に変換される。そして、この高周波信号は高周波増幅
されたのち共用器2を介してアンテナ1から基地局へ向
けて送信される。On the other hand, the transmission signal input by the microphone 12 is sampled by the A / D converter 13 and then input to the voice coding circuit (SP-COD) 15 via the acoustic echo canceller 14 where it is input. Encoded. The digital transmission signal obtained by this encoding is
After being error-correction-coded by an error-correction coding circuit (CH-COD) 16 together with a digital control signal output from the control circuit 20 and further D / A-converted by a D / A converter 17, a digital modulation circuit (MOD) 18 is input. In the digital modulation / demodulation circuit 18, a modulation signal having an intermediate frequency corresponding to the transmission signal supplied from the D / A converter 17 is generated and input to the transmission circuit (TX) 5. In the transmission circuit 5, the modulated signal is combined with a local oscillation signal output from the frequency synthesizer 4 and converted into a high-frequency signal. Then, the high-frequency signal is subjected to high-frequency amplification and transmitted from the antenna 1 to the base station via the duplexer 2.
【0010】尚、21は発信スイッチやダイヤルキーな
どのキースイッチ群および表示器等が配置されたコンソ
ールユニット(CU)、22は電池23の出力電圧を基
に所要の動作電圧Vccを生成する電源回路である。Reference numeral 21 denotes a console unit (CU) in which a key switch group such as a transmission switch and a dial key and a display are arranged, and 22 denotes a power supply for generating a required operating voltage Vcc based on an output voltage of a battery 23. Circuit.
【0011】ところで、上記音声復号回路9は例えばC
ELPデコーダからなり、次のような復号化処理を実行
する。すなわち、誤り訂正復号回路8から供給された符
号化通話信号は、デマルチプレクサ9aに入力される。
このデマルチプレクサ9aでは、上記符号化通話信号よ
り合成音声を生成するために必要な音声の特徴を示すパ
ラメータが再生される。パラメータには、フレーム単位
(例えば20msec)の情報である線形予測分析(LPC:
Linear Predictive Coding)パラメータα(i)(i=1
〜10) と、サブフレーム単位(5msec)の情報であるピ
ッチ周期L(i)、ピッチゲインβq(i)、コードブック番
号I(i) およびコードブックゲインrq(i)(i=1〜
4)とが含まれる。By the way, the speech decoding circuit 9 is, for example, C
It is composed of an ELP decoder and performs the following decoding processing. That is, the coded speech signal supplied from the error correction decoding circuit 8 is input to the demultiplexer 9a.
The demultiplexer 9a reproduces parameters indicating the characteristics of speech necessary for generating a synthesized speech from the encoded speech signal. The parameters include a linear prediction analysis (LPC:
Linear Predictive Coding) parameter α (i) (i = 1
-10) and pitch period L (i), pitch gain βq (i), codebook number I (i), and codebook gain rq (i) (i = 1 to 5) which are information in subframe units (5 msec).
4).
【0012】上記デマルチプレクサ9aから各パラメー
タが出力されると、コードブック(CB)9cからはコ
ードブック番号I(i) に対応する白色雑音uI(i)(n)
(n=0〜39)が読み出される。この白色雑音u
I(i)(n) には、乗算器9eにおいてコードブックゲイン
rq(i)が乗算される。また、適応コードブック(適応C
B)9bからは、ピッチ周期L(i) に対応したピッチベ
クトルbL (n) (n=0〜39)が出力される。このピッ
チベクトルbL (n) には、乗算器9dにおいてピッチゲ
インβq(i)が乗算される。これらの乗算器9e,9dか
ら出力された信号は、加算器9fで相互に加算されてサ
ブフレーム毎の駆動信号r(n) となる。この駆動信号r
(n) は第(1) 式のように表される。尚、上記適応コード
ブック9bから出力されるピッチベクトルbL (n) は、
第(2) 式のように表される。ただし、 Lx」はx以下の
最大の整数を生成するxのフロア関数である。When each parameter is output from the demultiplexer 9a, the white noise u I (i) (n) corresponding to the code book number I (i) is output from the code book (CB) 9c.
(N = 0 to 39) is read. This white noise u
I (i) (n) is multiplied by a codebook gain rq (i) in a multiplier 9e. In addition, the adaptive codebook (adaptive C
B) 9b outputs a pitch vector b L (n) (n = 0 to 39) corresponding to the pitch period L (i). This pitch vector b L (n) is multiplied by a pitch gain βq (i) in a multiplier 9d. The signals output from these multipliers 9e and 9d are mutually added by an adder 9f to become a drive signal r (n) for each subframe. This drive signal r
(n) is expressed as in equation (1). Note that the pitch vector b L (n) output from the adaptive code book 9b is
It is expressed as in equation (2). Where Lx is the floor function of x that produces the largest integer less than or equal to x.
【0013】[0013]
【数1】 (Equation 1)
【0014】[0014]
【数2】 (Equation 2)
【0015】そうして作成された駆動信号r(n) は、L
PC合成フィルタ9gに入力される。このLPC合成フ
ィルタ(LPCFIL)9gは、LPCパラメータα
(i) (i=1〜10)を線形補間することにより求めた補
間LPCパラメータα*(i) (i=1〜10)により第(3)
式のように表される伝達関数H(Z) を有しており、こ
の伝達関数H(Z) にしたがって上記駆動信号r(n) に応
じた合成音声x(n) (n=0〜39)を出力する。The driving signal r (n) thus generated is L
It is input to the PC synthesis filter 9g. The LPC synthesis filter (LPCFIL) 9g has an LPC parameter α
(i) According to the interpolation LPC parameter α * (i) (i = 1 to 10) obtained by linearly interpolating (i = 1 to 10),
It has a transfer function H (Z) represented by the following equation, and according to the transfer function H (Z), a synthesized speech x (n) (n = 0 to 39) corresponding to the drive signal r (n). ) Is output.
【0016】[0016]
【数3】 (Equation 3)
【0017】上記LPC合成フィルタ9gから出力され
た合成音声x(n) は、ポストフィルタ(PFIL)9h
に入力される。このポストフィルタ9hは、聴感品質を
高めるために用いられるもので、補間されたLPCパラ
メータα*(i) (i=1〜10)により第(4) 式のように
表される伝達関数H(Z) を有している。上記合成音声x
(n) は、この伝達関数H(Z) に従ってフィルタリングさ
れ、合成音声y(n)(n=0〜39)となって出力され
る。なお、第(4) 式のβ,υには、それぞれ0.5,0.8
などの値が用いられる。The synthesized speech x (n) output from the LPC synthesis filter 9g is a post-filter (PFIL) 9h
Is input to The post filter 9h is used to improve the perceived quality, and has a transfer function H () represented by the following equation (4) using the interpolated LPC parameter α * (i) (i = 1 to 10). Z). The synthesized speech x
(n) is filtered according to the transfer function H (Z), and is output as a synthesized speech y (n) (n = 0 to 39). Note that β and の in equation (4) are 0.5 and 0.8, respectively.
Is used.
【0018】[0018]
【数4】 (Equation 4)
【0019】また、ポストフィルタ9hには、上記第
(4) 式に示した伝達関数の周波数特性の傾きを補正する
ために、第(5) 式で表される伝達関数を有するハイパス
フィルタが縦続接続される場合がある。ここで、uには
0.5 等の値が用いられる。The post filter 9h has the above-mentioned second filter.
In order to correct the slope of the frequency characteristic of the transfer function shown in equation (4), a high-pass filter having the transfer function shown in equation (5) may be connected in cascade. Where u
A value such as 0.5 is used.
【0020】[0020]
【数5】 (Equation 5)
【0021】さて、そうして音声復号回路9で復号され
た受話音声がスピーカ11から出力されると、この受話
音声の一部が壁や天井などで反射されて、音響エコーd
(n)となってマイクロホン12に入力される。しかる
に、この音響エコーd(n) は音響エコーキャンセラ14
において次のように消去される。すなわち、適応フィル
タ(適応FIL)14aでは受話音声信号を基に擬似エ
コーが生成され、この擬似エコーを加算器14bで送話
信号から差し引くことにより、送話信号に含まれる音響
エコーは消去される。また、このとき加算器14bで消
去し切れなかった残差エコーは、適応フィルタ14aに
入力される。適応フィルタ14aは、上記残差エコーを
基に、自己の伝達関数を音響エコーパスの伝達関数H
(Z) に近付けるべくタップ係数の更新を行なう。When the received voice decoded by the voice decoding circuit 9 is output from the speaker 11, a part of the received voice is reflected on a wall or a ceiling, and the acoustic echo d
(n) is input to the microphone 12. However, this acoustic echo d (n) is
Is erased as follows. That is, the adaptive filter (adaptive FIL) 14a generates a pseudo echo based on the received voice signal, and the adder 14b subtracts the pseudo echo from the transmitted signal, thereby eliminating the acoustic echo included in the transmitted signal. . At this time, the residual echo that has not been completely eliminated by the adder 14b is input to the adaptive filter 14a. The adaptive filter 14a converts its own transfer function based on the residual echo into a transfer function H of an acoustic echo path.
The tap coefficient is updated so as to approach (Z).
【0022】ところで、従来の適応フィルタには、安定
性判別が不要なことや、一定の条件内での収束が保証さ
れていることから、一般にFIR型のフィルタが使用さ
れる。また、タップ係数の更新アルゴリズムには、最小
自乗法(LS)を使用したアルゴリズムや再帰最小自乗
法(RLS)を使用したアルゴリズム等がある。しか
し、実現性の点から、最小自乗平均法(LMS)を正規
化した学習同定法(NLMS)が多く用いられている。
この学習同定法によるアルゴリズムは、演算量が比較的
少なくて済みしかも良好な特性を示すという利点を有す
る。第(6) 式は、P次の適応フィルタのタップ係数をh
j (j=1〜P)とするときの学習同定法の更新式を示
したものである。By the way, an FIR type filter is generally used as a conventional adaptive filter because it does not require stability determination and guarantees convergence within certain conditions. The tap coefficient update algorithm includes an algorithm using a least squares method (LS) and an algorithm using a recursive least squares method (RLS). However, from the viewpoint of feasibility, a learning identification method (NLMS) obtained by normalizing the least mean square method (LMS) is often used.
The algorithm based on the learning identification method has an advantage that the amount of operation is relatively small and good characteristics are exhibited. Equation (6) shows that the tap coefficient of the P-order adaptive filter is h
13 shows an update formula of the learning identification method when j (j = 1 to P).
【0023】[0023]
【数6】 (Equation 6)
【0024】ところが、この種のアルゴリズムを用いて
タップ係数の更新を行なった場合には、適応フィルタの
入力信号y(n) が白色雑音のような相関のない信号であ
れば、タップ係数の収束を高速に行なうことができる
が、音声のように相関が強く相関行列の固有値に拡がり
がある場合には、一般にタップ係数の収束速度は遅くな
る。またその解決策として、線形予測分析による音声信
号を白色化して、この白色化した音声信号を入力信号と
して用いるLMSラチスアルゴリズム等が提案されてい
る。しかし、このアルゴリズムは学習同定法の4倍もの
演算量を必要とするため、実現性に問題が残る。However, when the tap coefficients are updated using this kind of algorithm, if the input signal y (n) of the adaptive filter is a signal having no correlation, such as white noise, the tap coefficients are converged. Can be performed at high speed, but when the eigenvalues of the correlation matrix have a strong correlation like speech, the convergence speed of the tap coefficients generally decreases. As a solution to this, an LMS lattice algorithm or the like has been proposed in which an audio signal obtained by linear prediction analysis is whitened and the whitened audio signal is used as an input signal. However, this algorithm requires four times as much computational complexity as the learning identification method, which leaves a problem in its feasibility.
【0025】一方、従来の別の音響エコーキャンセラと
して図4に示すものがある。なお、同図において前記図
3と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略す
る。この音響エコーキャンセラ14′は、直並列形のフ
ィルタ構造を採用したもので、図3に示した音響エコー
キャンセラ14の適応フィルタ14aおよび加算器14
bに加えて、適応フィルタ14c,14dおよび加算器
14eを備えている。FIG. 4 shows another conventional acoustic echo canceller. 3, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. The acoustic echo canceller 14 'employs a series-parallel filter structure, and includes an adaptive filter 14a and an adder 14 of the acoustic echo canceller 14 shown in FIG.
In addition to b, adaptive filters 14c and 14d and an adder 14e are provided.
【0026】適応フィルタ14cでは、A/D変換器1
3から出力された送話音声信号を基に擬似エコーが生成
され、この擬似エコーは加算器14eに供給される。加
算器14eでは上記適応フィルタ14cから出力された
擬似エコーと適応フィルタ14aから出力された擬似エ
コーとの残差エコーが検出され、上記適応フィルタ14
a,14cはこの残差エコーを小さくするべくそれぞれ
タップ係数の更新を行なう。また適応フィルタ14d
は、適応フィルタ14cの伝達関数とは逆の伝達関数を
有しており、上記適応フィルタ14cから供給されるタ
ップ係数に応じて、適応フィルタ14aから出力された
エコーを基に擬似エコーを生成する。加算器14bで
は、A/D変換器13から出力された送話信号から、上
記適応フィルタ14dから出力された擬似エコーが差し
引かれる。In the adaptive filter 14c, the A / D converter 1
A pseudo echo is generated based on the transmission voice signal output from No. 3, and the pseudo echo is supplied to the adder 14e. The adder 14e detects a residual echo between the pseudo echo output from the adaptive filter 14c and the pseudo echo output from the adaptive filter 14a.
a and 14c update the tap coefficients to reduce the residual echo. The adaptive filter 14d
Has a transfer function opposite to that of the adaptive filter 14c, and generates a pseudo echo based on the echo output from the adaptive filter 14a according to the tap coefficient supplied from the adaptive filter 14c. . In the adder 14b, the pseudo echo output from the adaptive filter 14d is subtracted from the transmission signal output from the A / D converter 13.
【0027】このような構成において、いま仮に適応フ
ィルタ14aの伝達関数がA(Z) に、また適応フィルタ
14cの伝達関数が1−B(Z) にそれぞれ収束したとす
ると、音響エコーパスECの伝達関数H(Z) に対して第
(7) 式が成立する。In such a configuration, if the transfer function of the adaptive filter 14a converges to A (Z) and the transfer function of the adaptive filter 14c converges to 1-B (Z), the transfer of the acoustic echo path EC is assumed. For the function H (Z)
Equation (7) holds.
【0028】[0028]
【数7】 (Equation 7)
【0029】従って、適応フィルタ14cの伝達関数と
は逆の伝達関数1/(1−B(Z) )を有するとともに適
応フィルタ14cのタップ係数と同じタップ係数を有す
る適用フィルタ14dにより生成された擬似エコーを、
A/D変換器13から出力された送話信号d(n) により
加算器14bで差し引けば、音響エコーパスECの伝達
関数H(Z) は第(8) 式の関係を満たすIIR型エコーキ
ャンセラにより消去されることと等価になる。ただし、
1/(1−B(Z) )の安定性の判別は必要である。Therefore, the pseudo filter generated by the application filter 14d having the transfer function 1 / (1-B (Z)) which is the inverse of the transfer function of the adaptive filter 14c and having the same tap coefficients as the adaptive filter 14c. Echo
If the transmission signal H (Z) of the acoustic echo path EC is subtracted by the adder 14b from the transmission signal d (n) output from the A / D converter 13, the IIR echo canceller satisfies the relationship of the expression (8). Is equivalent to being erased. However,
It is necessary to determine the stability of 1 / (1-B (Z)).
【0030】[0030]
【数8】 (Equation 8)
【0031】すなわち、直並列形のエコーキャンセラで
は、FIR型のアルゴリズムを用いて等価的にIIR型
のエコーキャンセラを実現することが可能である。しか
しながら、この場合にも適応フィルタ14a,14cに
入力される信号が音声信号のように相関の強い信号であ
る場合には、タップ係数の収束に要する時間が依然とし
て長くなるという問題点が残る。That is, in the serial-parallel type echo canceller, an IIR type echo canceller can be equivalently realized by using an FIR type algorithm. However, also in this case, when the signals input to the adaptive filters 14a and 14c are signals having a strong correlation such as audio signals, there remains a problem that the time required for convergence of the tap coefficients is still long.
【0032】[0032]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、学
習同定法等の簡易なタップ係数更新アルゴリズムを用い
たFIR型のエコーキャンセラであっても、また直並列
型のエコーキャンセラであっても、受信信号が音声信号
のように相関の強い信号である場合には、タップ係数の
収束に多くの時間が必要となり、この結果通話開始時な
どにおける立ち上がり応答が遅くなるという問題点を有
していた。As described above, an FIR type echo canceller using a simple tap coefficient updating algorithm such as a learning identification method or a series-parallel type echo canceller can be used. However, when the received signal is a signal having a strong correlation such as a voice signal, much time is required for convergence of the tap coefficient, and as a result, there is a problem that a start-up response at the start of a call or the like becomes slow. Was.
【0033】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、回路構成が比較的簡単で
しかもタップ係数の収束を短時間に行なうことができ、
これにより安価でかつ立ち上がり応答性の優れたエコー
キャンセラを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances. It is an object of the present invention to have a relatively simple circuit configuration and to enable convergence of tap coefficients in a short time.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an echo canceller which is inexpensive and has excellent response to rising.
【0034】[0034]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ベクトル量子化方式を採用した音声符号復
号回路により通話音声信号を符号復号化して伝送するデ
ィジタル音声通信装置に設けられるエコーキャンセラに
おいて、上記音声符号復号回路が有する伝達関数とは逆
の伝達関数を有する逆フィルタ回路を備え、エコーを含
む送話音声信号をこの逆フィルタに通すことにより上記
音声符号復号回路による相関を除去する。そして、この
逆フィルタ回路を通過した上記エコーを含む送話音声信
号と、上記音声符号復号回路において符号化音声信号の
復号化の過程で生成される白色雑音の成分を含む信号、
例えばコードブックから読み出される白色雑音或いはこ
の白色雑音にコードブックゲインを乗算した信号とを、
適応フィルタ回路にそれぞれ入力し、これらの送話音声
信号および白色雑音の成分を含む信号に基づいてタップ
係数の更新を行うようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to an echo provided in a digital voice communication apparatus for decoding and transmitting a speech voice signal by a voice coding / decoding circuit employing a vector quantization system. In the canceller, an inverse filter circuit having a transfer function opposite to the transfer function of the speech codec is provided, and a transmission speech signal including an echo is passed through the inverse filter to remove the correlation by the speech codec. I do. And a transmission voice signal including the echo that has passed through the inverse filter circuit, and a signal including a white noise component generated in a process of decoding the coded voice signal in the voice codec,
For example, a white noise read from a codebook or a signal obtained by multiplying the white noise by a codebook gain,
Tap coefficients are input to the adaptive filter circuits, and the tap coefficients are updated based on the transmitted voice signal and the signal containing the white noise component.
【0035】[0035]
【作用】この結果本発明によれば、適応フィルタのタッ
プ係数の更新は、音声符号復号回路で生成される白色雑
音と、逆フィルタにより音声符号復号回路による相関が
除去された送話音声信号とに基づいて行なわれることに
なる。このため、タップ係数の収束速度は高速化され、
これにより音声品質を高めることが可能となる。また、
既存の音声符号復号回路で生成される白色雑音を利用し
ているので、比較的簡単な構成で実現することができ
る。As a result, according to the present invention, the tap coefficients of the adaptive filter are updated by the white noise generated by the speech codec and the transmitted speech signal whose correlation has been removed by the speech codec by the inverse filter. It will be performed based on. For this reason, the convergence speed of the tap coefficient is increased,
This makes it possible to improve the voice quality. Also,
Since the white noise generated by the existing speech codec is used, it can be realized with a relatively simple configuration.
【0036】[0036]
【実施例】以下本発明の一実施例を説明する。図1は、
本発明の一実施例における音響エコーキャンセラをその
周辺回路と共に示した回路ブロック図である。なお、同
図において、前記図3および図4と同一部分には同一符
号を付してある。An embodiment of the present invention will be described below. FIG.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing an acoustic echo canceller according to one embodiment of the present invention together with its peripheral circuits. In this figure, the same parts as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals.
【0037】先ず、音声復号回路90は次のように構成
される。すなわち、誤り訂正復号回路から供給された符
号化通話信号は、デマルチプレクサ9aに入力される。
このデマルチプレクサ9aでは、上記符号化通話信号よ
り合成音声を生成するために必要な音声の特徴を示すパ
ラメータが再生される。パラメータには、フレーム単位
(例えば20msec)の情報である線形予測分析(LPC:
Linear Predictive Coding)パラメータα(i) (i=1
〜10) と、サブフレーム単位(5msec)の情報であるピ
ッチ周期L(i) 、ピッチゲインβq(i)、コードブック番
号I(i) およびコードブックゲインrq(i)(i=1〜
4)とが含まれる。First, the audio decoding circuit 90 is configured as follows. That is, the coded speech signal supplied from the error correction decoding circuit is input to the demultiplexer 9a.
The demultiplexer 9a reproduces parameters indicating the characteristics of speech necessary for generating a synthesized speech from the encoded speech signal. The parameters include a linear prediction analysis (LPC:
Linear Predictive Coding) parameter α (i) (i = 1
-10) and pitch period L (i), pitch gain βq (i), codebook number I (i) and codebook gain rq (i) (i = 1 to 5), which are information in subframe units (5 msec).
4).
【0038】上記デマルチプレクサ9aから各パラメー
タが出力されると、コードブック(CB)9cからはコ
ードブック番号I(i) に対応する白色雑音uI(i)(n)
(n=0〜39)が読み出される。この白色雑音u
I(i)(n) には、乗算器9eにおいてコードブックゲイン
rq(i)が乗算される。また、適応コードブック(適応C
B)9bからは、ピッチ周期L(i) に対応したピッチベ
クトルbL (n) (n=0〜39)が出力される。このピッ
チベクトルbL (n) には、乗算器9dにおいてピッチゲ
インβq(i)が乗算される。これらの乗算器9e,9dか
ら出力された信号は、加算器9fで相互に加算されてサ
ブフレーム毎の駆動信号r(n) となる。この駆動信号r
(n) は前記第(1) 式のように表される。尚、上記適応コ
ードブック9bから出力されるピッチベクトルbL (n)
は、前記第(2) 式のように表される。ただし、 Lx」は
x以下の最大の整数を生成するxのフロア関数である。When each parameter is output from the demultiplexer 9a, the white noise u I (i) (n) corresponding to the code book number I (i) is output from the code book (CB) 9c.
(N = 0 to 39) is read. This white noise u
I (i) (n) is multiplied by a codebook gain rq (i) in a multiplier 9e. In addition, the adaptive codebook (adaptive C
B) 9b outputs a pitch vector b L (n) (n = 0 to 39) corresponding to the pitch period L (i). This pitch vector b L (n) is multiplied by a pitch gain βq (i) in a multiplier 9d. The signals output from these multipliers 9e and 9d are mutually added by an adder 9f to become a drive signal r (n) for each subframe. This drive signal r
(n) is expressed as in the above equation (1). The pitch vector b L (n) output from the adaptive code book 9b
Is expressed as in the above equation (2). Where Lx is the floor function of x that produces the largest integer less than or equal to x.
【0039】そうして作成された駆動信号r(n) は、L
PC合成フィルタ9gに入力される。このLPC合成フ
ィルタ(LPCFIL)9gは、LPCパラメータα
(i) (i=1〜10)を線形補間することにより求めた補
間LPCパラメータα*(i) (i=1〜10)により前記
第(3) 式のように表される伝達関数H(Z) を有してお
り、この伝達関数H(Z) にしたがって上記駆動信号r
(n) に応じた合成音声x(n)(n=0〜39)を出力す
る。The driving signal r (n) thus generated is L
It is input to the PC synthesis filter 9g. The LPC synthesis filter (LPCFIL) 9g has an LPC parameter α
(i) The transfer function H () represented by the above equation (3) by the interpolated LPC parameter α * (i) (i = 1 to 10) obtained by linearly interpolating (i = 1 to 10). Z), and according to the transfer function H (Z), the drive signal r
A synthesized speech x (n) (n = 0 to 39) corresponding to (n) is output.
【0040】上記LPC合成フィルタ9gから出力され
た合成音声x(n) は、ポストフィルタ(PFIL)9h
に入力される。このポストフィルタ9hは、聴感品質を
高めるために用いられるもので、補間されたLPCパラ
メータα*(i) (i=1〜10)により第(9) 式のように
表される伝達関数P(Z) を有している。上記合成音声x
(n) は、この伝達関数P(Z) に従ってフィルタリングさ
れ、合成音声y(n)(n=0〜39)となって出力され
る。なお、第(4) 式のβ,υには、それぞれ0.5,0.8
などの値が用いられる。The synthesized speech x (n) output from the LPC synthesis filter 9g is a post-filter (PFIL) 9h
Is input to The post-filter 9h is used to enhance the audibility, and has a transfer function P () represented by the following equation (9) by the interpolated LPC parameter α * (i) (i = 1 to 10). Z). The synthesized speech x
(n) is filtered according to the transfer function P (Z), and is output as a synthesized speech y (n) (n = 0 to 39). Note that β and の in equation (4) are 0.5 and 0.8, respectively.
Is used.
【0041】[0041]
【数9】 (Equation 9)
【0042】また、ポストフィルタ9hには、上記第
(9) 式に示した伝達関数の傾きを補正するために、前記
第(5) 式で表される伝達関数を有するハイパスフィルタ
が縦続接続される場合がある。ここで、uには0.5 等の
値が用いられる。The post filter 9h has the above-mentioned second filter.
In order to correct the slope of the transfer function shown in equation (9), a high-pass filter having the transfer function represented by equation (5) may be connected in cascade. Here, a value such as 0.5 is used for u.
【0043】一方、本実施例の音響エコーキャンセラ1
40は次のように構成される。すなわち、本実施例の音
響エコーキャンセラ140が、前記図4に示される従来
の音響エコーキャンセラ14′と構成を異にするところ
は、次の点である。On the other hand, the acoustic echo canceller 1 of this embodiment
40 is configured as follows. That is, the acoustic echo canceller 140 of this embodiment differs from the conventional acoustic echo canceller 14 'shown in FIG. 4 in the following point.
【0044】(1) 適応フィルタのタップ係数更新アル
ゴリズムのための入力信号として、従来の音響エコーキ
ャンセラ14′では、音声復号回路9のポストフィルタ
9hから出力された合成音声信号y(n) を使用している
のに対し、本実施例の音響エコーキャンセラ140で
は、音声復号回路90のコードブック9cから出力され
た白色雑音uI(i)(n) に乗算器9eでコードブックゲイ
ンrq(i)を掛け算した信号rq(i)・uI(i)(n) を使用し
ている。(1) The conventional acoustic echo canceller 14 'uses the synthesized speech signal y (n) output from the post filter 9h of the speech decoding circuit 9 as an input signal for the tap coefficient updating algorithm of the adaptive filter. In contrast, in the acoustic echo canceller 140 of this embodiment, the multiplier 9e adds the codebook gain rq (i) to the white noise uI (i) (n) output from the codebook 9c of the audio decoding circuit 90. ) Is multiplied by a signal rq (i) · u I (i) (n).
【0045】(2) またそれに伴い、適応フィルタ14
cに入力するエコー信号として、従来の音響エコーキャ
ンセラ14′では、A/D変換器13から出力された音
響エコー信号d(n) をそのまま使用している。これに対
し、本実施例の音響エコーキャンセラ140では、上記
A/D変換器13と適応フィルタ14cとの間に逆フィ
ルタ群を設け、この逆フィルタ群により上記入力信号r
q(i)・uI(i)(n) に対応した音響エコー信号d′(n) を
作成して、この音響エコー信号d′(n) を適応フィルタ
14cの入力信号として使用している。(2) The adaptive filter 14
In the conventional acoustic echo canceller 14 ', the acoustic echo signal d (n) output from the A / D converter 13 is used as it is as the echo signal input to c. On the other hand, in the acoustic echo canceller 140 of the present embodiment, an inverse filter group is provided between the A / D converter 13 and the adaptive filter 14c, and the input signal r is provided by the inverse filter group.
An acoustic echo signal d '(n) corresponding to q (i) .u I (i) (n) is created, and this acoustic echo signal d' (n) is used as an input signal of the adaptive filter 14c. .
【0046】すなわち、A/D変換器13から出力され
た音響エコー信号d(n) は、先ず逆ポストフィルタ14
gに入力される。この逆ポストフィルタ14gは、音声
復号回路90のポストフィルタ9hが有する伝達関数P
(Z)とは逆の伝達関数P′(Z) を有している。そして、
この伝達関数P′(Z) により音響エコー信号d(n) をフ
ィルタリングすることで、ポストフィルタ9hによる音
響エコー信号d(n) の相関を除去する。第(10)式は上記
伝達関数P′(Z) を示す。That is, the acoustic echo signal d (n) output from the A / D converter 13 is
g. The inverse post filter 14g is provided with a transfer function P of the post filter 9h of the audio decoding circuit 90.
It has a transfer function P '(Z) opposite to that of (Z). And
By filtering the acoustic echo signal d (n) using the transfer function P '(Z), the correlation of the acoustic echo signal d (n) by the post filter 9h is removed. Equation (10) shows the transfer function P '(Z).
【0047】[0047]
【数10】 (Equation 10)
【0048】なお、ポストフィルタ9hにその伝達関数
の傾きを補正するための1次のハイパスフィルタが縦続
接続されている場合には、第(11)式で示される伝達関数
を有する逆フィルタを逆ポストフィルタ14gの前段に
縦続接続すればよい。When a first-order high-pass filter for correcting the gradient of the transfer function is connected in cascade to the post filter 9h, the inverse filter having the transfer function represented by the equation (11) is inverted. What is necessary is just to cascade connection before the post filter 14g.
【0049】[0049]
【数11】 [Equation 11]
【0050】上記逆ポストフィルタ14gから出力され
た音響エコー信号は、次にLPC合成逆フィルタ14h
に入力される。このLPC合成逆フィルタ14hは、音
声復号回路90のLPC合成フィルタ9gが有する伝達
関数とは逆の伝達関数H′(Z) を有している。そして、
この伝達関数H′(Z) に従って上記音響エコー信号をフ
ィルタリングすることで、LPC合成フィルタ9gによ
る上記音響エコー信号の相関を除去して、駆動信号r
(n) に対応した音響エコー信号r′(n) を出力してい
る。第(12)式に上記逆伝達関数H′(Z) を示す。The acoustic echo signal output from the inverse post filter 14g is then converted to an LPC synthesis inverse filter 14h.
Is input to The LPC synthesis inverse filter 14h has a transfer function H ′ (Z) that is opposite to the transfer function of the LPC synthesis filter 9g of the audio decoding circuit 90. And
By filtering the acoustic echo signal according to the transfer function H '(Z), the correlation of the acoustic echo signal by the LPC synthesis filter 9g is removed, and the driving signal r
An acoustic echo signal r '(n) corresponding to (n) is output. Equation (12) shows the inverse transfer function H '(Z).
【0051】[0051]
【数12】 (Equation 12)
【0052】上記LPC合成逆フィルタ14hから出力
された音響エコー信号r′(n) は、ピッチ逆フィルタ1
4iに供給される。このピッチ逆フィルタ14iは、上
記音響エコー信号r′(n) に対応したピッチベクトルb
L ′(n) を出力する。第(13)式はこのピッチベクトルb
L ′(n) を示す。The acoustic echo signal r '(n) output from the LPC synthesis inverse filter 14h is equal to the pitch inverse filter 1
4i. The pitch inverse filter 14i generates a pitch vector b corresponding to the acoustic echo signal r '(n).
Output L ′ (n). Equation (13) shows that this pitch vector b
L ′ (n).
【0053】[0053]
【数13】 (Equation 13)
【0054】上記ピッチベクトルbL ′(n) は、乗算器
14jでピッチゲインβq(i)が掛け算されたのち、加算
器14kに負信号として供給される。加算器14kで
は、上記LPC合成逆フィルタ14hから出力された音
響エコー信号r′(n) から、上記ピッチゲインβq(i)が
掛け算されたピッチベクトルbL ′(n) が差し引かれ
る。The pitch vector bL '(n) is multiplied by a pitch gain βq (i) in a multiplier 14j, and then supplied as a negative signal to an adder 14k. In the adder 14k, the pitch vector bL '(n) multiplied by the pitch gain βq (i) is subtracted from the acoustic echo signal r' (n) output from the LPC synthesis inverse filter 14h.
【0055】かくして、入力信号rq(i)・uI(i)(n) に
対応した音響エコー信号d′(n) (第(14)式)が得ら
れ、この信号が適応フィルタ14cに入力される。な
お、以上の逆フィルタ群による処理過程においても、L
PCパラメータα*(i) 、ピッチゲインβq(i)およびピ
ッチ周期L(i) は、前記音声復号回路90と同様にサブ
フレーム(5msec)単位で変化している。[0055] Thus, the input signal rq (i) · u I ( i) acoustic echo signal d corresponding to (n) '(n) (the equation (14)) is obtained, input this signal to the adaptive filter 14c Is done. It should be noted that even in the process of processing by the above inverse filter group, L
The PC parameter α * (i), the pitch gain βq (i), and the pitch period L (i) change in subframe (5 msec) units as in the speech decoding circuit 90.
【0056】[0056]
【数14】 [Equation 14]
【0057】一方、タップ係数更新アルゴリズムを実現
するための適応フィルタ群では、先ず上記加算器14k
から出力された音響エコー信号d′(n) を入力とする適
応フィルタ14cの出力信号と、前記音声復号回路90
の乗算器9eから出力された白色雑音rq(i)・u
I(i)(n) を入力とする適応フィルタ14fの出力信号と
の誤差e′(n) が加算器14eで求められる。適応フィ
ルタ14f,14cは、上記誤差e′(n) を用いて、こ
の誤差e′(n) を小さくするべくそれぞれ自身のタップ
係数h1,j ,h2,j を更新する。ここで、このタップ係
数h1,j ,h2,j はそれぞれ第(15)式および第(16)式の
ように表される。On the other hand, in the adaptive filter group for realizing the tap coefficient updating algorithm, first, the adder 14k
The output signal of the adaptive filter 14c to which the acoustic echo signal d '(n) output from the
Noise rq (i) · u output from the multiplier 9e
An error e '(n) from the output signal of the adaptive filter 14f to which I (i) (n) is input is obtained by the adder 14e. The adaptive filters 14f and 14c use the error e '(n) to update their own tap coefficients h1, j and h2, j to reduce the error e' (n). Here, the tap coefficients h1, j and h2, j are expressed as in equations (15) and (16), respectively.
【0058】[0058]
【数15】 (Equation 15)
【0059】[0059]
【数16】 (Equation 16)
【0060】上記適応フィルタ14fのタップ係数h1,
j は、適応フィルタ14aに対しそのタップ係数として
設定される。適応フィルタ14aは、このタップ係数に
応じて、前記音声復号回路90のポストフィルタ9hか
ら出力された合成音声y(n)を基にエコーを生成し、こ
のエコーを適応フィルタ14dに供給する。この適応フ
ィルタ14dは、適応フィルタ14cの伝達関数とは逆
の伝達関数(1/1−B(Z) )を有しており、この逆伝
達関数と適応フィルタ14cから供給されるタップ係数
とに応じて、適応フィルタ14aから出力されたエコー
を基に擬似エコーを生成する。加算器14bでは、A/
D変換器13から出力された音響エコーを含む送話信号
から、上記適応フィルタ14dから出力された擬似エコ
ーが差し引かれる。The tap coefficients h1, h1 of the adaptive filter 14f
j is set as a tap coefficient for the adaptive filter 14a. The adaptive filter 14a generates an echo based on the synthesized voice y (n) output from the post filter 9h of the voice decoding circuit 90 according to the tap coefficient, and supplies the echo to the adaptive filter 14d. The adaptive filter 14d has a transfer function (1 / 1-B (Z)) opposite to the transfer function of the adaptive filter 14c, and includes the inverse transfer function and the tap coefficient supplied from the adaptive filter 14c. In response, a pseudo echo is generated based on the echo output from adaptive filter 14a. In the adder 14b, A /
The pseudo echo output from the adaptive filter 14d is subtracted from the transmission signal including the acoustic echo output from the D converter 13.
【0061】このように本実施例のエコーキャンセラで
あれば、音声復号回路90で生成される白色雑音rq(i)
・uI(i)(n) と、逆フィルタ群により音声復号回路90
による相関が除去された音響エコー信号d′(n) とに基
づいて、適応フィルタ群のタップ係数の更新動作が行な
われることになる。このため、音声復号回路の出力音声
信号と、マイクロホン12から入力された音響エコー信
号とを使用して適応フィルタのタップ係数を更新する場
合に比べて、相関の小さい信号を用いているので、適応
フィルタのタップ係数の更新に要する時間は短縮され、
これによりタップ係数の収束速度を高速化することがで
きる。As described above, in the case of the echo canceller of this embodiment, the white noise rq (i) generated by the speech decoding circuit 90 is used.
A speech decoding circuit 90 using u I (i) (n) and an inverse filter group;
The update operation of the tap coefficients of the adaptive filter group is performed based on the acoustic echo signal d '(n) from which the correlation due to is removed. For this reason, compared with the case where the tap coefficient of the adaptive filter is updated using the output audio signal of the audio decoding circuit and the acoustic echo signal input from the microphone 12, a signal having a small correlation is used. The time required to update the filter tap coefficients is reduced,
Thereby, the convergence speed of the tap coefficient can be increased.
【0062】また、音声復号回路90において復号化処
理の過程で生成される白色雑音rq(i)・uI(i)(n) をタ
ップ係数の更新に使用しているので、白色雑音を新たに
生成する必要がなく、その結果比較的簡単な回路構成お
よびアルゴリズムにより実施できる利点がある。Since the white noise rq (i) · u I (i) (n) generated in the decoding process in the audio decoding circuit 90 is used for updating the tap coefficients, the white noise is newly added. This has the advantage that it can be implemented with a relatively simple circuit configuration and algorithm.
【0063】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
2は、本実施例における音響エコーキャンセラをその周
辺回路と共に示した回路ブロック図である。本実施例の
音響エコーキャンセラ140′は、前記図3に示したエ
コーキャンセラに本発明を適用したもので、前記実施例
の回路(図1)と構成を異にするところは、適応フィル
タ14c,14dが省略されている点である。Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a circuit block diagram showing the acoustic echo canceller in this embodiment together with its peripheral circuits. The acoustic echo canceller 140 'of the present embodiment is obtained by applying the present invention to the echo canceller shown in FIG. 3 and differs from the circuit of the above embodiment (FIG. 1) only in that the adaptive filter 14c, 14d is omitted.
【0064】すなわち、適応フィルタ14fには音声復
号回路90で生成された白色雑音rq(i)・uI(i)(n) が
入力される。そしてこの適応フィルタ14fでは、上記
白色雑音rq(i)・uI(i)(n) に応じて擬似エコーが生成
される。That is, the white noise rq (i) · u I (i) (n) generated by the speech decoding circuit 90 is input to the adaptive filter 14f. In the adaptive filter 14f, a pseudo echo is generated according to the white noise rq (i) · uI (i) (n).
【0065】一方、A/D変換器13から出力された音
響エコー信号d(n)は、前記図1と同様に、先ず逆ポス
トフィルタ14gおよびLPC合成逆フィルタ14hを
通過したのち、加算器14kに入力される。また、ピッ
チ逆フィルタ14iからは上記音響エコー信号r′(n)
に応じたピッチベクトルbL ′(n) が発生され、このピ
ッチベクトルbL ′(n)に乗算器14jでピッチゲイン
βq(i)が掛け算された信号が負信号として加算器14k
に入力される。そして、この加算器14kでは、上記L
PC合成逆フィルタ14hから出力された音響エコー信
号r′(n) から、上記ピッチゲインβq(i)が掛け算され
たピッチベクトルbL ′(n) が差し引かれ、その出力信
号が加算器14eに入力される。この加算器14eで
は、上記加算器14kから出力された音響エコー信号
r′(n) から、適応フィルタ14fで生成された擬似エ
コーが差し引かれ、その残差エコーはタップ係数の更新
のために適応フィルタ14fに供給される。適応フィル
タ14fは、上記残差エコーが零になるようにタップ係
数の更新を行なう。On the other hand, the acoustic echo signal d (n) output from the A / D converter 13 first passes through an inverse post filter 14g and an LPC synthesis inverse filter 14h, as in FIG. Is input to The pitch inverse filter 14i outputs the acoustic echo signal r '(n)
Is generated, and a signal obtained by multiplying the pitch vector bL '(n) by the pitch gain βq (i) by the multiplier 14j is used as a negative signal to generate an adder 14k
Is input to In the adder 14k, the above L
The pitch vector bL '(n) multiplied by the pitch gain βq (i) is subtracted from the acoustic echo signal r' (n) output from the PC synthesis inverse filter 14h, and the output signal is input to the adder 14e. Is done. In the adder 14e, the pseudo echo generated by the adaptive filter 14f is subtracted from the acoustic echo signal r '(n) output from the adder 14k, and the residual echo is applied to update the tap coefficients. It is supplied to the filter 14f. The adaptive filter 14f updates the tap coefficient so that the residual echo becomes zero.
【0066】この適応フィルタ14fで設定されたタッ
プ係数は、適応フィルタ14aにタップ係数として設定
される。このため、適応フィルタ14aは、上記タップ
係数に応じて、音声復号回路90から出力される合成音
声信号を基に擬似エコーを生成し、この擬似エコーを加
算器14bに供給する。加算器14bでは、A/D変換
器13から出力された音響エコーを含む送話音声信号か
ら、上記適応フィルタ14aで生成された擬似エコーが
差し引かれる。かくして、音響エコーがキャンセルされ
た送話音声信号が得られる。The tap coefficients set by the adaptive filter 14f are set as tap coefficients in the adaptive filter 14a. Therefore, the adaptive filter 14a generates a pseudo echo based on the synthesized voice signal output from the voice decoding circuit 90 according to the tap coefficient, and supplies the pseudo echo to the adder 14b. In the adder 14b, the pseudo echo generated by the adaptive filter 14a is subtracted from the transmission voice signal including the acoustic echo output from the A / D converter 13. Thus, a transmission voice signal in which the acoustic echo has been canceled is obtained.
【0067】このエコーキャンセラにおいても、適応フ
ィルタ14fにおけるタップ係数の変更は、音声復号回
路90で生成された白色雑音rq(i)・uI(i)(n) と、逆
フィルタ群により音声復号回路による相関が除去された
音響エコー信号とを基に行なわれることになる。したが
って、タップ係数を高速度に収束させることができる。Also in this echo canceller, the tap coefficients in the adaptive filter 14f are changed by the white noise rq (i) · u I (i) (n) generated by the voice decoding circuit 90 and the voice decoding by the inverse filter group. This is performed based on the acoustic echo signal from which the correlation by the circuit has been removed. Therefore, the tap coefficients can be made to converge at a high speed.
【0068】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、上記各実施例では、乗算器9e
でコードブックゲインrq(i)を掛け算した白色雑音rq
(i)・uI(i)(n) を適応フィルタ14fに供給するよう
にしたが、コードブックゲインrq(i)を掛け算する前の
白色雑音uI(i)(n) を適応フィルタ14fに供給するよ
うにしてもよい。ただしこの場合には、加算器14kか
ら出力される音響エコー信号d′(n) に対し1/rq(i)
倍する必要がある。The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the multiplier 9e
White noise rq multiplied by the codebook gain rq (i)
(i) · u I (i) (n) is supplied to the adaptive filter 14f, but the white noise u I (i) (n) before being multiplied by the codebook gain rq (i) is applied to the adaptive filter 14f. May be supplied. However, in this case, 1 / rq (i) is added to the acoustic echo signal d '(n) output from the adder 14k.
Need to double.
【0069】また、前記各実施例では音響エコーキャン
セラに適用した場合について説明したが、回線エコーキ
ャンセラについても同様に適用可能である。さらに、無
線電話装置ばかりでなく、有線回線を使用した電話装置
等にも適用することが可能である。In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to an acoustic echo canceller has been described. However, the present invention can be similarly applied to a line echo canceller. Further, the present invention can be applied to not only a wireless telephone device but also a telephone device using a wired line.
【0070】その他、適応フィルタ回路および逆フィル
タ回路の構成、タップ係数更新アルゴリズムの種類等に
ついても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できる。In addition, the configuration of the adaptive filter circuit and the inverse filter circuit, the type of the tap coefficient updating algorithm, and the like can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上詳述したように本発明では、音声符
号復号回路が有する伝達関数とは逆の伝達関数を有する
逆フィルタ回路を備え、エコーを含む送話音声信号をこ
の逆フィルタに通すことにより上記音声符号復号回路に
よる相関を除去する。そして、この逆フィルタ回路を通
過した上記エコーを含む送話音声信号と、通話音声信号
を符号復号化するために設けられている音声符号復号回
路において符号化音声信号の復号化の過程で生成される
白色雑音の成分を含む信号、例えばコードブックから読
み出される白色雑音或いはこの白色雑音にコードブック
ゲインを乗算した信号とを、適応フィルタ回路にそれぞ
れ入力し、これらの送話音声信号および白色雑音の成分
を含む信号に基づいて適応フィルタ回路のタップ係数を
更新するようにしている。As described above in detail, according to the present invention, there is provided an inverse filter circuit having a transfer function opposite to the transfer function of the speech codec, and a transmission speech signal including an echo is passed through the inverse filter. This eliminates the correlation by the speech codec. The transmission voice signal including the echo that has passed through the inverse filter circuit and the voice code signal generated by the voice codec circuit provided for decoding the speech voice signal are generated in the process of decoding the coded voice signal. A signal containing a white noise component, for example, white noise read from a codebook or a signal obtained by multiplying this white noise by a codebook gain is input to an adaptive filter circuit, and the transmission voice signal and the white noise The tap coefficient of the adaptive filter circuit is updated based on the signal including the component.
【0072】したがって本発明によれば、回路構成が比
較的簡単でしかもタップ係数の収束を短時間に行なうこ
とができ、これにより安価でかつ立ち上がり応答性の優
れたエコーキャンセラを提供することができる。Therefore, according to the present invention, the convergence of tap coefficients can be performed in a short time with a relatively simple circuit configuration, thereby providing an inexpensive echo canceller with excellent start-up response. .
【図1】本発明の一実施例における音響エコーキャンセ
ラをその周辺回路と共に示した回路ブロック図。FIG. 1 is a circuit block diagram showing an acoustic echo canceller according to an embodiment of the present invention together with its peripheral circuits.
【図2】本発明の他の実施例における音響エコーキャン
セラをその周辺回路と共に示した回路ブロック図。FIG. 2 is a circuit block diagram showing an acoustic echo canceller according to another embodiment of the present invention together with its peripheral circuits.
【図3】従来の音響エコーキャンセラを備えたディジタ
ル自動車無線電話移動局の構成の一例を示す回路ブロッ
ク図。FIG. 3 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a digital mobile radio telephone mobile station including a conventional acoustic echo canceller.
【図4】従来の他の音響エコーキャンセラの構成を示す
回路ブロック図である。FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration of another conventional acoustic echo canceller.
1…アンテナ、2…共用器、3…受信回路、4…周波数
シンセサイザ、5…送信回路、6…ディジタル復調回
路、7,13…A/D変換器、8…誤り訂正復号回路、
9,9′,90,90′…音声復号回路、10,17…
D/A変換器、11…スピーカ、12…マイクロホン、
14,14′,140,140′…音響エコーキャンセ
ラ、15…音声符号回路、16…誤り訂正符号回路、1
8…ディジタル変調回路、20…制御回路、21…コン
ソールユニット、22…電源回路、23…電池、9a…
デマルチプレクサ、9b…適応コードブック、9c…コ
ードブック、9d,9e,14j…乗算器、9f,14
b,14e,14k…加算器、9g…LPC合成フィル
タ、9h…ポストフィルタ、14a,14c,14d,
14f…適応フィルタ、14g…逆ポストフィルタ、1
4h…LPC合成逆フィルタ、14i…ピッチ逆フィル
タ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna, 2 ... Duplexer, 3 ... Receiving circuit, 4 ... Frequency synthesizer, 5 ... Transmission circuit, 6 ... Digital demodulation circuit, 7, 13 ... A / D converter, 8 ... Error correction decoding circuit,
9, 9 ', 90, 90' ... voice decoding circuit, 10, 17, ...
D / A converter, 11 speaker, 12 microphone
14, 14 ', 140, 140': acoustic echo canceller, 15: voice code circuit, 16: error correction code circuit, 1
8 Digital modulation circuit, 20 Control circuit, 21 Console unit, 22 Power supply circuit, 23 Battery, 9a
Demultiplexer, 9b: Adaptive codebook, 9c: Codebook, 9d, 9e, 14j: Multiplier, 9f, 14
b, 14e, 14k: adder, 9g: LPC synthesis filter, 9h: post filter, 14a, 14c, 14d,
14f: adaptive filter, 14g: inverse post filter, 1
4h: LPC synthesis inverse filter; 14i: Pitch inverse filter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 3/00 - 3/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 3/00-3/44
Claims (3)
復号回路により通話音声信号を符号復号化して伝送する
ディジタル音声通信装置に設けられるエコーキャンセラ
において、 前記音声符号復号回路が有する伝達関数とは逆の伝達関
数を有し、エコーを含む送話音声信号の前記音声符号復
号回路による相関を除去するための逆フィルタ回路と、 この逆フィルタ回路を通過した前記エコーを含む送話音
声信号が入力されると共に、通話音声信号を符号復号化
するために設けられている前記音声符号復号回路におい
て符号化音声信号の復号化の過程で生成される白色雑音
の成分を含む信号が入力され、この入力された送話音声
信号、および白色雑音の成分を含む信号に基づいて、タ
ップ係数の更新を行う適応フィルタ回路とを具備したこ
とを特徴とするエコーキャンセラ。1. An echo canceller provided in a digital voice communication apparatus for decoding and transmitting a speech voice signal by a voice codec circuit adopting a vector quantization method, wherein the transfer function is opposite to a transfer function of the voice codec circuit. And an inverse filter circuit for removing the correlation of the transmitted speech signal including the echo by the speech codec, and the transmitted speech signal including the echo that has passed through the inverse filter circuit is input. And decodes speech signals
Noise generated in the process of decoding an encoded audio signal in the audio codec circuit provided for
Is input, and the input transmission voice
An echo canceller comprising: an adaptive filter circuit that updates a tap coefficient based on a signal and a signal including a white noise component .
復号回路により通話音声信号を符号復号化して伝送する
ディジタル音声通信装置に設けられるエコーキャンセラ
において、 前記音声符号復号回路が有する伝達関数とは逆の伝達関
数を有し、エコーを含む送話音声信号の前記音声符号復
号回路による相関を除去するための逆フィルタ回路と、 この逆フィルタ回路を通過した前記エコーを含む送話音
声信号が入力されると共に、前記音声符号復号回路にお
いてコードブックから読み出される白色雑音が入力さ
れ、この入力された送話音声信号および白色雑音に基づ
いてタップ係数の更新を行う適応フィルタ回路とを具備
したことを特徴とするエコーキャンセラ。2. An echo canceller provided in a digital voice communication apparatus for decoding and transmitting a speech voice signal by a voice codec circuit adopting a vector quantization method, wherein the transfer function is opposite to a transfer function of the voice codec circuit. And an inverse filter circuit for removing the correlation of the transmitted speech signal including the echo by the speech codec, and the transmitted speech signal including the echo that has passed through the inverse filter circuit is input. And the speech codec
Input white noise read from the codebook
And an adaptive filter circuit for updating tap coefficients based on the input transmission voice signal and white noise.
復号回路により通話音声信号を符号復号化して伝送する
ディジタル音声通信装置に設けられるエコーキャンセラ
において、 前記音声符号復号回路が有する伝達関数とは逆の伝達関
数を有し、エコーを含む送話音声信号の前記音声符号復
号回路による相関を除去するための逆フィルタ回路と、 この逆フィルタ回路を通過した前記エコーを含む送話音
声信号が入力されると共に、通話音声信号を符号復号化
するために設けられている前記音声符号復号回路におい
てコードブックから読み出される白色雑音に乗算器でコ
ードブックゲインが乗算された信号が入力され、この入
力された送話音声信号および白色雑音信号に基づいてタ
ップ係数の更新を行う適応フィルタ回路とを具備したこ
とを特徴とするエコーキャンセラ。3. An echo canceller provided in a digital voice communication device for decoding and transmitting a speech voice signal by a voice coding / decoding circuit employing a vector quantization system, wherein the transfer function is opposite to a transfer function of the voice coding / decoding circuit. And an inverse filter circuit for removing the correlation of the transmitted speech signal including the echo by the speech codec, and the transmitted speech signal including the echo that has passed through the inverse filter circuit is input. And decodes speech signals
The white noise read out from the code book in the audio codec circuit provided for
The signal multiplied by the readbook gain is input and this input
An echo canceller comprising: an adaptive filter circuit that updates tap coefficients based on a transmitted transmission voice signal and a white noise signal .
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---|---|---|---|
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