JP4705893B2 - Echo canceller - Google Patents
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Description
本発明は、スピーカからマイクロホンへの受話音声の回り込みや、2線・4線変換のハイブリッド・トランスにおける受信信号の送信側への回り込みによって生ずるエコーを消去するためのエコーキャンセラに関するものである。 The present invention relates to an echo canceller for canceling echo generated by wraparound of a received voice from a speaker to a microphone or wraparound of a received signal to a transmission side in a hybrid transformer of two-wire / four-wire conversion.
図2は、従来のエコーキャンセラの構成図である。
エコーキャンセラは、遠端から入力された受信信号x(t)が、DAC(ディジタル・アナログ変換器)1でアナログ信号に変換され、近端のスピーカ2から出力されてマイクロホン3に音響信号として回り込み、ADC(アナログ・ディジタル変換器)4でディジタル信号に変換されてエコーとして遠端に送信されることを防止するものである。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional echo canceller.
In the echo canceller, the received signal x (t) input from the far end is converted into an analog signal by a DAC (digital-to-analog converter) 1 and output from the near-
このエコーキャンセラ5は、離散時刻tにおける受信信号x(t)をタップ係数H(t)で演算して擬似エコーr(t)を生成する適応フィルタ5aと、ADC4から出力される送信信号y(t)から擬似エコーr(t)を差し引いて残差信号e(t)を出力する加算器5bで構成されている。残差信号e(t)は、送信回線に出力されると共に、適応フィルタ5aにタップ係数更新用の信号として与えられるようになっている。
The echo canceller 5 calculates a reception signal x (t) at a discrete time t with a tap coefficient H (t) and generates a pseudo echo r (t), and a transmission signal y ( The
マイクロホン3には、音声信号s(t)の他、背景雑音n(t)やスピーカ2からの音響エコーd(t)が入力され、これらがADC4でディジタル信号に変換されて送信信号y(t)として出力される。ここで、音響エコーd(t)のエコー経路のインパルス応答をm次のFIR(有限インパルス応答)フィルタで近似できると仮定すると、離散時刻tにおける適応フィルタ5aのタップ係数H(t)と、この適応フィルタ5aに入力される受信信号x(t)は、それぞれ次のように表される。
H(t)=[h1(t),h2(t),…,hm(t)]T
X(t)=[x(t),x(t−1),…,x(t−m+1)]T
但し、Tはベクトルの転置を表す。
In addition to the audio signal s (t), the background noise n (t) and the acoustic echo d (t) from the
H (t) = [h1 (t), h2 (t),..., Hm (t)] T
X (t) = [x (t), x (t−1),..., X (t−m + 1)] T
However, T represents transposition of a vector.
これにより、擬似エコーr(t)と残差信号e(t)は、次のように表される。
r(t)=H(t)TX(t)
e(t)=y(t)−r(t)
Thus, the pseudo echo r (t) and the residual signal e (t) are expressed as follows.
r (t) = H (t) T X (t)
e (t) = y (t) -r (t)
即ち、残差信号e(t)は、送信信号y(t)から擬似エコーr(t)を差し引いてエコーをキャンセルした信号である。 That is, the residual signal e (t) is a signal obtained by subtracting the pseudo echo r (t) from the transmission signal y (t) and canceling the echo.
タップ係数H(t)の更新は、一般に次のように表される。
H(t+1)=H(t)+μΔH(t)
The update of the tap coefficient H (t) is generally expressed as follows.
H (t + 1) = H (t) + μΔH (t)
ここで、μはタップ係数の収束速度を調整するステップサイズで、更新ベクトルΔH(t)は適応アルゴリズムの種類によって異なる。 Here, μ is a step size for adjusting the convergence speed of the tap coefficient, and the update vector ΔH (t) varies depending on the type of the adaptive algorithm.
適応アルゴリズムとしては、LMSアルゴリズム(最小自乗平均法)や、RLSアルゴリズム(再帰最小自乗法)等が広く知られているが、比較的計算量が少なくて良好な収束特性を示すNLMSアルゴリズム(学習同定法)がよく用いられる。NLMSアルゴリズムによるタップ係数H(t)の更新は、次のように表される。
H(t+1)=H(t)+μ[e(t)X(t)]/‖X(t)‖2
この場合のμは、0<μ<2である。
As an adaptive algorithm, an LMS algorithm (least mean square method), an RLS algorithm (recursive least square method), and the like are widely known, but an NLMS algorithm (learning identification) that has a relatively small amount of calculation and exhibits good convergence characteristics Method) is often used. Update of the tap coefficient H (t) by the NLMS algorithm is expressed as follows.
H (t + 1) = H (t) + μ [e (t) X (t)] / ‖X (t) ‖ 2
In this case, μ is 0 <μ <2.
なお、タップ係数H(t)の更新は、受信信号x(t)は存在するが音声信号s(t)の存在しないシングルトーク状態のときにのみ行われ、受信信号x(t)と音声信号s(t)が共に存在するダブルトーク状態のときと、受信信号x(t)が存在しないときには更新は行われない。また、一般に、背景雑音n(t)が大きいほどエコーキャンセル量は低下する。 The tap coefficient H (t) is updated only in a single talk state where the received signal x (t) is present but the voice signal s (t) is not present, and the received signal x (t) and the voice signal are updated. Updating is not performed when the double talk state where both s (t) exist and when the reception signal x (t) does not exist. In general, the amount of echo cancellation decreases as the background noise n (t) increases.
しかしながら、前記エコーキャンセラでは、適応フィルタ5aに入力される受信信号x(t)が、音声のような有色信号(スペクトル分布が一様でない信号)の場合、収束速度が著しく低下するという問題点があった。その解決策として、前記特許文献1では、逆フィルタによって入力信号を白色信号(スペクトル分布が一様な信号)に変換して収束速度を高速化する方法が提案されている。しかし、提案された方法の構成では、エコー遅延時間が大きい場合や入力信号が元々白色信号の場合、エコーキャンセル処理の精度が低下するという問題があった。また、音声のスペクトルは全体的に傾斜(母音の場合、約−6dB/Oct)しているため、逆フィルタは高域強調特性を持つことになり、送信信号に背景雑音が含まれるとその雑音成分が著しく増幅され、エコーキャンセル量が低下するという問題があった。
However, in the echo canceller, when the received signal x (t) input to the
本発明は、受信信号の特性に拘らず収束速度が速いエコーキャンセラを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an echo canceller having a high convergence speed regardless of the characteristics of a received signal.
本発明のうちの請求項1に係る発明のエコーキャンセラは、受信信号を遅延させて遅延受信信号を出力する遅延バッファと、前記受信信号から反射係数と線形予測係数を算出する線形予測部と、前記線形予測係数を用いて前記遅延受信信号を白色化し、白色化受信信号を生成する第1の逆フィルタと、前記遅延受信信号と前記白色化受信信号をそれぞれ同一のタップ係数で演算して擬似エコーと白色化擬似エコーを出力すると共に、与えられた残差信号に従って該タップ係数を更新する適応フィルタと、前記適応フィルタのタップ係数に基づいてエコーの遅延時間を推定し、前記線形予測部から出力された前記線形予測係数を該遅延時間だけ遅延させて出力する遅延制御部と、前記遅延制御部から出力された線形予測係数を用いて送信信号を白色化し、白色化送信信号を生成する第2の逆フィルタと、前記送信信号から前記擬似エコーを差し引いて第1の残差信号を出力する第1の加算器と、前記白色化送信信号から前記白色化擬似エコーを差し引いて第2の残差信号を出力する第2の加算器と、前記反射係数に基づいて前記受信信号が白色性信号か否かを判定する広帯域信号判定部と、前記タップ係数が収束しておらず、かつ前記受信信号が白色性信号でないときには前記第2の残差信号を選択し、該タップ係数が収束しているかまたは該受信信号が白色性信号であるときには前記第1の残差信号を選択し、その選択した残差信号を前記適応フィルタに与える残差信号切替部と、を備えたことを特徴とする。
請求項2に係る発明のエコーキャンセラは、請求項1に係る発明のエコーキャンセラにおいて、前記反射係数に基づいて前記受信信号がトーン性信号か否かを判定する狭帯域信号判定部を設け、該受信信号がトーン性信号と判定されたときに、前記適応フィルタにおけるタップ係数の更新を停止するように構成したことを特徴とする。
請求項3に係る発明のエコーキャンセラは、請求項1または2に係る発明のエコーキャンセラにおいて、前記送信信号と前記第1の残差信号、または前記白色化送信信号と前記第2の残差信号に基づいて、該送信信号に含まれる前記エコーと該送信信号に含まれる背景雑音との比である信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部を設け、該信号対雑音比に基づいて前記適応フィルタにおけるタップ係数の更新時のステップサイズを調整するように構成したことを特徴とする。
請求項4に係る発明のエコーキャンセラは、請求項1、2または3に係る発明のエコーキャンセラにおいて、前記線形予測部で算出された線形予測係数を書き込み、前記遅延制御部からの要求に応じて該線形予測係数をその書き込んだ順に読み出して出力する先入れ先出しバッファを設けたことを特徴とする。
請求項5に係る発明のエコーキャンセラは、受信信号を遅延させて遅延受信信号を出力する遅延バッファと、前記受信信号から線形予測係数を算出する線形予測部と、前記線形予測係数を用いて前記遅延受信信号を白色化し、白色化受信信号を生成する第1の逆フィルタと、前記遅延受信信号と前記白色化受信信号をそれぞれ同一のタップ係数で演算して擬似エコーと白色化擬似エコーを出力すると共に、与えられた残差信号に従って該タップ係数を更新する適応フィルタと、前記適応フィルタのタップ係数に基づいてエコーの遅延時間を推定し、前記線形予測部から出力された前記線形予測係数を該遅延時間だけ遅延させて出力する遅延制御部と、前記遅延制御部から出力された線形予測係数を用いて送信信号を白色化し、白色化送信信号を生成する第2の逆フィルタと、前記送信信号から前記擬似エコーを差し引いて第1の残差信号を出力する第1の加算器と、前記白色化送信信号から前記白色化擬似エコーを差し引いて第2の残差信号を出力する第2の加算器と、前記タップ係数が収束していないときには前記第2の残差信号を選択し、該タップ係数が収束した時点で前記第1の残差信号を選択し、その選択した残差信号を前記適応フィルタに与える残差信号切替部と、を備えたエコーキャンセラであって、前記送信信号と前記第1の残差信号、または前記白色化送信信号と前記第2の残差信号に基づいて、該送信信号に含まれる前記エコーと該送信信号に含まれる背景雑音との比である信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部を設け、該信号対雑音比に基づいて前記適応フィルタにおけるタップ係数の更新時のステップサイズを調整するように構成したことを特徴とする。
An echo canceller according to
An echo canceller according to a second aspect of the present invention is the echo canceller according to the first aspect of the present invention, further comprising a narrowband signal determining unit that determines whether the received signal is a tone signal based on the reflection coefficient, When the received signal is determined to be a tone signal, updating of the tap coefficient in the adaptive filter is stopped.
The echo canceller according to a third aspect of the present invention is the echo canceller according to the first or second aspect, wherein the transmission signal and the first residual signal, or the whitened transmission signal and the second residual signal are used. A signal-to-noise ratio calculating unit that calculates a signal-to-noise ratio that is a ratio between the echo included in the transmission signal and the background noise included in the transmission signal, and based on the signal-to-noise ratio The step size at the time of updating the tap coefficient in the adaptive filter is adjusted.
An echo canceller according to a fourth aspect of the invention is the echo canceller according to the first, second or third aspect, wherein the linear prediction coefficient calculated by the linear prediction unit is written, and in response to a request from the delay control unit A first-in first-out buffer for reading out and outputting the linear prediction coefficients in the order of writing is provided.
The echo canceller of the invention according to claim 5 uses the delay buffer that delays the received signal and outputs the delayed received signal, the linear prediction unit that calculates the linear prediction coefficient from the received signal, and the linear prediction coefficient The delayed reception signal is whitened, the first inverse filter that generates the whitened reception signal, and the delayed reception signal and the whitened reception signal are calculated with the same tap coefficient, and a pseudo echo and a whitened pseudo echo are output. And an adaptive filter that updates the tap coefficient according to a given residual signal, an echo delay time is estimated based on the tap coefficient of the adaptive filter, and the linear prediction coefficient output from the linear prediction unit is A delay control unit that outputs the signal after being delayed by the delay time, and a whitened transmission signal using the linear prediction coefficient output from the delay control unit A second inverse filter to be generated; a first adder that subtracts the pseudo echo from the transmission signal to output a first residual signal; and a white adder that subtracts the whitened pseudo echo from the whitened transmission signal. A second adder that outputs a residual signal of 2 and the second residual signal when the tap coefficient has not converged, and the first residual signal when the tap coefficient has converged And an echo canceller comprising: a residual signal switching unit that supplies the selected residual signal to the adaptive filter, wherein the transmission signal and the first residual signal or the whitened transmission signal And a signal-to-noise ratio calculation unit that calculates a signal-to-noise ratio that is a ratio between the echo included in the transmission signal and the background noise included in the transmission signal based on the second residual signal, Based on the signal-to-noise ratio, Characterized by being configured to adjust the step size for updating the tap coefficients in the filter.
本発明のうちの請求項1に係る発明によれば、適応フィルタのタップ係数が収束しておらず、かつ受信信号が白色性信号でないときには、白色化送信信号から白色化擬似エコーを差し引いて得られた第2の残差信号を使用し、適応フィルタのタップ係数が収束しているか、または受信信号が白色性信号であるときには、送信信号から擬似エコーを差し引いて得られた第1の残差信号を使用して、タップ係数の更新を行うようにしているので、受信信号の特性に拘らずこのタップ係数を迅速に収束させることができる。
特に、白色化送信信号を生成する第2の逆フィルタでは、線形予測部から出力された線形予測係数を適応フィルタのタップ係数に基づいて推定されたエコーの遅延時間だけ遅延させ、この遅延させた線形予測係数を用いて送信信号を白色化しているので、エコーの遅延時間を考慮した残差信号が得られ、迅速かつ的確にタップ係数を収束させることが出来る。更に、高帯域信号判定部を有しているので、受信信号が白色性信号の場合に、残差信号切替部による切り替えのタイミングを待たずに、直ちに適応フィルタのタップ係数の更新を通常の状態に切り替えて、安定した状態に移行することが出来る。
According to the first aspect of the present invention, when the tap coefficients of the adaptive filter are not converged and the received signal is not a whiteness signal, the whitened pseudo echo is subtracted from the whitened transmission signal. The first residual obtained by subtracting the pseudo echo from the transmitted signal when the tap coefficient of the adaptive filter is converged or the received signal is a whiteness signal. Since the tap coefficient is updated using the signal, the tap coefficient can be quickly converged regardless of the characteristics of the received signal.
In particular, in the second inverse filter that generates the whitened transmission signal, the linear prediction coefficient output from the linear prediction unit is delayed by the delay time of the echo estimated based on the tap coefficient of the adaptive filter. Since the transmission signal is whitened using the linear prediction coefficient, a residual signal in consideration of the echo delay time can be obtained, and the tap coefficients can be converged quickly and accurately. In addition, since it has a high-band signal determination unit, when the received signal is a whiteness signal, the adaptive filter tap coefficient is immediately updated without waiting for the switching timing by the residual signal switching unit. To switch to a stable state.
請求項2に係る発明によれば、狭帯域信号判定部を設け、受信信号がトーン性信号と判定されたときに、適応フィルタにおけるタップ係数の更新を停止するように構成しているので、受信信号がトーン性信号の場合にタップ係数の発散を防止することが出来る。According to the second aspect of the present invention, the narrowband signal determination unit is provided, and when the received signal is determined to be a tone signal, the updating of the tap coefficient in the adaptive filter is stopped. Divergence of tap coefficients can be prevented when the signal is a tone signal.
請求項3に係る発明によれば、S/N(信号対雑音比)算出部を設け、送信信号に含まれるエコーと背景雑音との比であるS/Nに応じて、タップ係数を更新するステップサイズの大きさを調整するように構成しているので、例えば、送信信号に背景雑音が多く存在する場合には、タップ係数の更新量を小さくすることで、収束速度は低下するものの第2の逆フィルタによって増幅される高域雑音成分の影響を少なくして、エコーキャンセル量の低下を軽減することが出来る。また、送信信号に背景雑音があまり存在しない場合には、タップ係数の更新量を大きくして収束速度を向上することが出来る。According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、FIFO(先入れ先出し)バッファを設けたので、エコー遅延時間に拘らず、的確にタップ係数を収束させることが出来る。According to the invention of claim 4, since the FIFO (first-in first-out) buffer is provided, the tap coefficients can be accurately converged regardless of the echo delay time.
請求項5に係る発明によれば、請求項1に係る発明と同様に、線形予測部から出力された線形予測係数を遅延制御部により、適応フィルタのタップ係数に基づいて推定されたエコーの遅延時間だけ遅延させ、この遅延させた線形予測係数を用いて第2の逆フィルタにより、送信信号を白色化しているので、エコーの遅延時間を考慮した残差信号が得られ、迅速かつ的確にタップ係数を収束させることが出来る。更に、S/N算出部を設けたので、請求項3に係る発明と同様に、例えば、送信信号に背景雑音が多く存在する場合には、タップ係数の更新量を小さくすることで、収束速度は低下するものの第2の逆フィルタによって増幅される高域雑音成分の影響を少なくして、エコーキャンセル量の低下を軽減することが出来る。また、送信信号に背景雑音があまり存在しない場合には、タップ係数の更新量を大きくして収束速度を向上することが出来る。According to the fifth aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, the delay of the echo estimated based on the tap coefficient of the adaptive filter by the delay control unit using the linear prediction coefficient output from the linear prediction unit. Since the transmission signal is whitened by the second inverse filter using the delayed linear prediction coefficient, the residual signal taking into account the echo delay time is obtained, and taps quickly and accurately. The coefficient can be converged. Furthermore, since the S / N calculation unit is provided, as in the invention according to
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。 The above and other objects and novel features of the present invention will become more fully apparent when the following description of the preferred embodiment is read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are for explanation only, and do not limit the scope of the present invention.
図1は、本発明の実施例1を示すエコーキャンセラの構成図である。なお、図中の実線は音声信号の流れを示し、破線は制御信号の流れを示している。
FIG. 1 is a configuration diagram of an echo
エコーキャンセラは、遠端から入力された受信信号が、DAC1でアナログ信号に変換され、近端のスピーカ2から出力されてマイクロホン3に音響信号として回り込み、ADC4でディジタル信号に変換されてエコーとして遠端に送信されることを防止するものである。
In the echo canceller, the received signal input from the far end is converted into an analog signal by the
このエコーキャンセラ10は、遠端から入力された受信信号x(t+N)を離散時間Nだけ遅延させた受信信号x(t)を出力する遅延バッファ11と、この受信信号x(t+N)からp次の反射係数と線形予測係数LPC1を算出する線形予測部12を有している。遅延バッファ11から出力される受信信号x(t)は、DAC1に与えられると共に、逆フィルタ13と適応フィルタ14に与えられ、線形予測部12から出力される線形予測係数LPC1は、逆フィルタ13と遅延制御部15に与えられるようになっている。
The
逆フィルタ13は、線形予測係数LPC1を用いて受信信号x(t)を白色化した受信信号xw(t)を生成し、適応フィルタ14に与えるものである。適応フィルタ14は、受信信号x(t),xw(t)を、それぞれタップ係数H(t)で演算して擬似エコーr(t),rw(t)を生成するものである。また、遅延制御部15は、適応フィルタ14のタップ係数H(t)に基づいてエコーの遅延時間を推定し、入力された線形予測係数LPC1を、その推定した遅延時間だけ遅れたタイミングで線形予測係数LPC2として出力するものである。
The inverse filter 13 generates a reception signal xw (t) obtained by whitening the reception signal x (t) using the linear prediction coefficient LPC1, and supplies the reception signal xw (t) to the
更に、このエコーキャンセラ10は、ADC4から送信信号y(t)が与えられる逆フィルタ16と加算器17を有している。逆フィルタ16は、遅延制御部15から与えられる線形予測係数LPC2を用いて送信信号y(t)を白色化した送信信号yw(t)を生成し、加算器18に与えるものである。
Further, the
加算器17は、送信信号y(t)から適応フィルタ14で生成された擬似エコーr(t)を差し引いて残差信号e(t)を出力するもので、この残差信号e(t)が送信回線に出力されると共に、切替スイッチ19の一方の入力側に与えられている。また、加算器18は、送信信号yw(t)から適応フィルタ14で生成された白色化された擬似エコーrw(t)を差し引いて残差信号ew(t)を出力するもので、この残差信号ew(t)が切替スイッチ19の他方の入力側に与えられている。
The
切替スイッチ19は、切替制御部20から与えられる切替信号SWに基づいて残差信号e(t),ew(t)のいずれか一方を選択し、適応フィルタ14にタップ係数更新用の信号として与えるものである。切替制御部20は、このエコーキャンセラ10に対する動作許可信号ENが与えられた後、適応フィルタ14のタップ係数の更新回数が所定の回数になるまでの間、切替スイッチ19に対して残差信号ew(t)を選択させ、その後は残差信号e(t)を選択させるための切替信号SWを出力するものである。
The
切替制御部20は、例えばカウンタで構成され、ダブルトーク検出部21の検出信号WTによってシングルトーク状態が出力されているときに、図示しない処理用の共通のクロック信号をカウントして一定のカウント値に達したときに、切替スイッチ19を残差信号ew(t)からe(t)に切り替えるように構成されている。なお、ダブルトーク検出部21は、受信信号x(t)と残差信号e(t)の各レベルを比較判定することにより、シングルトークやダブルトークの状態を検出するものである。なお、図示していないが、ダブルトーク検出部21の検出信号WTに基づいて、シングルトーク状態のときにのみ、適応フィルタ14のタップ係数更新動作が行われるようになっている。
The switching
次に動作を説明する。
線形予測部12のp次の線形予測係数LPC1をa0,a1,…,apとし、逆フィルタ13,16を次のようにする。
Next, the operation will be described.
The p-th order linear prediction coefficient LPC1 of the
線形予測部12に分析フレーム単位に相当するN個の受信信号x(t),x(t+1),…,x(t+N−1)が入力されると、この線形予測部12は、これらの受信信号から自己相関法、共分散法、Burg法等を用いて反射係数c1,c2,…,cpを計算し、更に計算した反射係数に基づいて線形予測係数LPC1(a0,a1,…,ap)を算出し、この線形予測係数LPC1を逆フィルタ13に設定する。
When N received signals x (t), x (t + 1),..., X (t + N−1) corresponding to analysis frame units are input to the
また、N個の受信信号x(t)〜x(t+N−1)は、遅延バッファ11によってNサンプル分遅延されて逆フィルタ13に与えられる。これにより、受信信号x(t)〜x(t+N−1)は、これらの受信信号から算出された線形予測係数LPC1を用いて逆フィルタリングされ、精度よく白色化された受信信号xw(t)が逆フィルタ13から出力される。
Further, the N received signals x (t) to x (t + N−1) are delayed by N samples by the
更に、線形予測部12で算出された線形予測係数LPC1は遅延制御部15に与えられ、この遅延制御部15によってエコー遅延時間だけ遅れたタイミングで、線形予測係数LPC2として逆フィルタ16に設定される。この遅延制御部15では、適応フィルタ14のタップ係数H(t)の最大絶対値の位置に基づいてエコーの遅延時間を推定する。例えば、サンプリング周波数が8kHzで、80番目のタップ係数が最大の絶対値を持つとすると、遅延制御部15は、図3に示すように、エコー遅延時間を10ms(=0.125ms×80)と判断し、線形予測係数LPC1が与えられたタイミングから10ms遅れて、線形予測係数LPC2を逆フィルタ16に設定する。
Further, the linear prediction coefficient LPC1 calculated by the
一方、マイクロホン3には、音声信号s(t)の他、背景雑音n(t)や音響エコーd(t)が入力され、これらがADC4でディジタル信号に変換されて送信信号y(t)として出力される。送信信号y(t)は、逆フィルタ16と加算器17に与えられる。
On the other hand, in addition to the audio signal s (t), the background noise n (t) and the acoustic echo d (t) are input to the
逆フィルタ16において、送信信号y(t)は線形予測係数LPC2を用いて白色化され、送信信号yw(t)が生成されて加算器18に与えられる。加算器17では、送信信号y(t)から、適応フィルタ14から出力された擬似エコーr(t)が差し引かれ、残差信号e(t)が出力される。また、加算器18では、送信信号yw(t)から、適応フィルタ14から出力された擬似エコーrw(t)が差し引かれ、残差信号ew(t)が出力される。
In the
残差信号e(t)は、送信回線を通して遠端に出力される。また、残差信号e(t),ew(t)は、切替スイッチ19に与えられ、切替制御部20からの切替信号SWに従っていずれか一方が選択されて、適応フィルタ14にタップ係数更新用の信号として与えられる。
The residual signal e (t) is output to the far end through the transmission line. Further, the residual signals e (t) and ew (t) are given to the
動作許可信号ENによってエコーキャンセラ10の動作が開始された後、適応フィルタ14のタップ係数の更新回数が所定の回数になるまでの間、切替制御部20から切替スイッチ19に対して残差信号ew(t)を選択させる切替信号SWが出力される。
After the operation of the
このとき、離散時刻tにおける適応フィルタ14のタップ係数H(t)と、この適応フィルタ14への入力信号、即ち逆フィルタ13から出力される信号Xw(t)は、それぞれ次のように表される。
H(t)=[h1(t),h2(t),…,hm(t)]T
Xw(t)=[xw(t),xw(t−1),…,xw(t−m+1)]T
At this time, the tap coefficient H (t) of the
H (t) = [h1 (t), h2 (t),..., Hm (t)] T
Xw (t) = [xw (t), xw (t−1),..., Xw (t−m + 1)] T
これにより、擬似エコーrw(t)と残差信号ew(t)は、次のように表される。
rw(t)=H(t)TXw(t)
ew(t)=yw(t)−rw(t)
Thus, the pseudo echo rw (t) and the residual signal ew (t) are expressed as follows.
rw (t) = H (t) T Xw (t)
ew (t) = yw (t) -rw (t)
また、タップ係数H(t)の更新は、次のように表される。
H(t+1)=H(t)+μ[ew(t)Xw(t)]/‖Xw(t)‖2
The update of the tap coefficient H (t) is expressed as follows.
H (t + 1) = H (t) + μ [ew (t) Xw (t)] / ‖Xw (t) ‖ 2
ここで、xw(t),yw(t)は、それぞれ自己相関が除去された白色信号であるので、タップ係数H(t)は高速度で収束する。 Here, since xw (t) and yw (t) are white signals from which autocorrelation has been removed, the tap coefficient H (t) converges at a high speed.
適応フィルタ14のタップ係数の更新回数が所定の回数に達すると、タップ係数H(t)は収束したものと見なして、切替制御部20から切替スイッチ19に対して残差信号e(t)を選択させる切替信号SWが出力される。
When the number of updates of the tap coefficient of the
これにより、このエコーキャンセラ10は、従来のエコーキャンセラ5と同様の構成となり、離散時刻tにおける適応フィルタ14のタップ係数H(t)と、この適応フィルタ14への入力信号、即ち受信信号X(t)は、それぞれ次のように表される。
H(t)=[h1(t),h2(t),…,hm(t)]T
X(t)=[x(t),x(t−1),…,x(t−m+1)]T
As a result, the
H (t) = [h1 (t), h2 (t),..., Hm (t)] T
X (t) = [x (t), x (t−1),..., X (t−m + 1)] T
また、擬似エコーr(t)と残差信号e(t)は、次のように表される。
r(t)=H(t)TX(t)
e(t)=y(t)−r(t)
The pseudo echo r (t) and the residual signal e (t) are expressed as follows.
r (t) = H (t) T X (t)
e (t) = y (t) -r (t)
そして、タップ係数H(t)の更新は、従来と同様に次のように表される。
H(t+1)=H(t)+μ[e(t)X(t)]/‖X(t)‖2
Then, the update of the tap coefficient H (t) is expressed as follows as in the conventional case.
H (t + 1) = H (t) + μ [e (t) X (t)] / ‖X (t) ‖ 2
以上のように、この実施例1のエコーキャンセラ10は、線形予測部12の分析フレームに相当するサンプル分の受信信号をバッファリングする遅延バッファ11を設け、この線形予測部12で算出された線形予測係数LPC1を用いて遅延バッファ11から出力される受信信号x(t)を逆フィルタ13で逆フィルタリングするように構成しているので、この逆フィルタ13の白色化の精度が向上する。更に、適応フィルタ14のタップ係数H(t)の最大絶対値の位置から推定したエコー遅延時間に応じて、逆フィルタ16に設定する線形予測係数LPC2のタイミングを制御する遅延制御部15を設けているので、この逆フィルタ16の白色化の精度が向上する。従って、エコーキャンセラ10の動作が開始された初期の段階で、逆フィルタ13,16から出力される白色化された受信信号xw(t)と送信信号yw(t)を用いて適応フィルタ14のタップ係数H(t)を更新することにより、高速かつ精度良くこのタップ係数H(t)を収束させることが出来る。
As described above, the
更に、タップ係数H(t)が収束した後は、逆フィルタ13,16を使用せずに、従来どおり、受信信号x(t)と送信信号y(t)を用いて適応フィルタ14のタップ係数H(t)を更新するように切替スイッチ19を切り替えるので、エコーキャンセルの精度を高く保持することが出来るという利点がある。
Further, after the tap coefficient H (t) has converged, the tap coefficients of the
図4は、本発明の実施例2を示すエコーキャンセラの構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 4 is a block diagram of an echo
このエコーキャンセラ10Aは、図1のエコーキャンセラ10に対して、線形予測部12から出力される線形予測係数LPC1を保持し、保持した線形予測係数を遅延制御部15Aからの読み出し要求に従って読み出して出力するFIFO(先入れ先出し)バッファ22を設けたものである。なお、遅延制御部15Aは図1中の遅延制御部15と同様の機能に加えて、線形予測部12から出力される線形予測係数LPC1の出力タイミングから所定の遅延時間後にFIFOバッファ22を読み出し、線形予測係数LPC2として逆フィルタ15へ出力する機能が付加されている。その他の構成は、図1と同様である。
The echo canceller 10A holds the linear prediction coefficient LPC1 output from the
図5は、図1と図4のエコーキャンセラの動作を比較するための説明図である。
線形予測部12においてi番目の分析フレームで計算されたp次の線形予測係数LPC1を、次のように表す。
Ai=[a0i,a1i,…,api]
FIG. 5 is an explanatory diagram for comparing the operations of the echo cancellers of FIG. 1 and FIG.
The p-th order linear prediction coefficient LPC1 calculated in the i-th analysis frame in the
Ai = [a0i, a1i, ..., api]
図1のエコーキャンセラ10では、図5(a)に示すように、逆フィルタ13に設定した線形予測係数LPC1を、エコー遅延時間TDだけ遅れて線形予測係数LPC2として逆フィルタ16に設定するように制御している。このため、エコー遅延時間TDが分析フレームの時間TFよりも長い場合、線形予測係数LPC1が次の分析フレームに対する線形予測係数に更新されてしまい、逆フィルタ16に正しい線形予測係数LPC2を設定することが出来なくなってしまう。
In the
これに対して、この実施例2のエコーキャンセラ10Aでは、図5(b)に示すように、線形予測係数LPC1を一時的にFIFOバッファ22に格納し、遅延制御部15Aからの読み出し要求に従って読み出して線形予測係数LPC2として逆フィルタ16に設定するように制御している。これにより、エコー遅延時間TDが分析フレームの時間TFよりも長くても、常に逆フィルタ16に正しい線形予測係数LPC2を設定することが出来る。
On the other hand, in the
従って、この実施例2のエコーキャンセラ10Aは、図1のエコーキャンセラ10と同様の利点に加えて、エコー遅延時間TDに拘らず、的確にタップ係数H(t)を収束させることが出来るという利点がある。
Therefore, the
図6は、本発明の実施例3を示すエコーキャンセラの構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 6 is a block diagram of an echo
このエコーキャンセラ10Bは、図1のエコーキャンセラ10に広帯域信号判定部23とOR(論理和)ゲート24を追加したものである。広帯域信号判定部23は、線形予測部12から出力される2次の反射係数c2を閾値TH1と比較して、この反射係数c2が閾値TH1よりも小さいときに、受信信号x(t)のスペクトルが分散して白色信号に近い特性であると判定し、残差信号e(t)を選択するように切り替えるための検出信号DWを出力するものである。ORゲート24は、切替制御部20から出力される残差信号e(t)を選択するように切り替えるための信号と、広帯域信号判定部23から出力される検出信号DWの論理和を選択信号SWとして切替スイッチ19に与えるものである。
The
このエコーキャンセラ10Bでは、線形予測部12の計算過程で導出される2次の反射係数c2を閾値TH1と比較している。2次の反射係数c2は、全帯域に対するスペクトルの疎/密の度合い、即ち、分散/集中の度合いを表している。従って、反射係数c2の値が予め設定した閾値TH1よりも小さい場合、スペクトルが分散して白色信号に近い特性であると判定することが出来る。これにより、広帯域信号判定部23から検出信号DWが出力されると、切替制御部20からの信号に拘らず、切替スイッチ19は、残差信号e(t)を選択するように切り替えられる。
In this echo canceller 10B, the second-order reflection coefficient c2 derived in the calculation process of the
以上のように、この実施例3のエコーキャンセラ10Bは、線形予測部12から出力される2次の反射係数c2に基づいて、受信信号x(t)が白色信号に近い特性であると判定したときに、残差信号e(t)を選択するように切り替えるための広帯域信号判定部23を有している。これにより、この実施例3は、実施例1と同様の利点に加えて、受信信号x(t)が白色信号に近い場合に、切替制御部20による切り替えのタイミングを待たずに、直ちに適応フィルタ14のタップ係数H(t)の更新を通常の状態に切り替えて、安定した状態に移行することができるという利点がある。
As described above, the
図7は、本発明の実施例4を示すエコーキャンセラの構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 7 is a configuration diagram of an echo canceller showing Embodiment 4 of the present invention, and common elements to those in FIG. 1 are denoted by common reference numerals.
このエコーキャンセラ10Cは、図1のエコーキャンセラ10にS/N検出部25を追加すると共に、適応フィルタ14に代えて機能の追加された適応フィルタ14Aを設けたものである。S/N検出部25は、送信信号y(t)と残差信号e(t)からS/N(信号対雑音比)を算出して検出信号SNを出力するものである。一方、適応フィルタ14Aは、S/N検出部25から与えられる検出信号SNに従って、タップ係数H(t)の更新処理におけるステップサイズμが制御されるように構成されたものである。その他の構成は、図1と同様である。
The echo canceller 10C is obtained by adding an S /
このエコーキャンセラ10Cでは、先ず、S/N検出部25において次式により、送信信号y(t)に含まれるエコーの信号レベルSLV(t)が、この送信信号y(t)の絶対値の移動平均から求められる。
SLV(t)=α×SLV(t−1)+(1−α)×|y(t)|
但し、0<α<1 である。
In this echo canceller 10C, first, the signal level SLV (t) of the echo included in the transmission signal y (t) is shifted by the S /
SLV (t) = α × SLV (t−1) + (1−α) × | y (t) |
However, 0 <α <1.
次に、S/N検出部25において、例えば前記特許文献2に記載された方法により、残差信号e(t)のレベルの長期平均と短期平均に基づいて、送信信号に含まれる背景雑音レベルNLV(t)が求められる。
Next, in the S /
こうして求めた送信信号に含まれる信号レベルSLV(t)と背景雑音レベルNLV(t)から、次式に従って送信信号y(t)のS/N(t)が算出される。
S/N(t)=20×log{SLV(t)/NLV(t)}
From the signal level SLV (t) and the background noise level NLV (t) included in the transmission signal thus obtained, the S / N (t) of the transmission signal y (t) is calculated according to the following equation.
S / N (t) = 20 × log {SLV (t) / NLV (t)}
S/N検出部25で算出されたS/N(t)は、検出信号SNとして適応フィルタ14Aに与えられる。なお、背景雑音レベルNLV(t)を、送信信号y(t)からではなく残差信号e(t)から求める理由は、図1の送信信号y(t)に含まれる信号のうち、音響エコーd(t)と背景雑音n(t)の比をS/N(t)として算出するためである。即ち、背景雑音レベルNLV(t)を送信信号y(t)から算出すると、背景雑音n(t)がほとんど存在しない環境であっても、音響エコーd(t)に雑音成分が多く含まれていれば、S/Nは小さい値を示してしまうからである。
The S / N (t) calculated by the S /
また、上記のS/N(t)の式には、送信信号y(t)に含まれる音声信号s(t)が考慮されていないが、送信信号y(t)に音声信号s(t)が含まれる場合は、ダブルトーク検出器21によって適応フィルタ14Aのタップ係数H(t)の更新が停止されるので、この音声信号s(t)が存在する場合のステップサイズμの大きさについては特に考慮する必要がない。
In addition, the above S / N (t) expression does not consider the audio signal s (t) included in the transmission signal y (t), but the audio signal s (t) is included in the transmission signal y (t). Since the update of the tap coefficient H (t) of the
適応フィルタ14Aでは、S/N検出部25から与えられる検出信号SNに応じて、タップ係数H(t)の収束速度を調整するステップサイズμが調整される。即ち、送信信号y(t)に背景雑音が少なくS/N(t)が大きいときには、ステップサイズμは大きな値に設定される。また、送信信号y(t)に背景雑音が多くS/N(t)が小さいときには、ステップサイズμは小さな値に設定される。
In the
以上のように、この実施例4のエコーキャンセラ10Cによれば、送信信号y(t)のS/Nに応じて、タップ係数H(t)を更新するステップサイズμの大きさを調整するように構成している。これにより、送信信号y(t)に背景雑音が多く存在する場合には、タップ係数H(t)の更新量を小さくすることで、収束速度は低下するものの逆フィルタ16によって増幅される高域雑音成分の影響を少なくして、エコーキャンセル量の低下を軽減することが出来る。また、送信信号y(t)に背景雑音があまり存在しない場合には、タップ係数H(t)の更新量を大きくして収束速度を向上することが出来るという利点が有る。
As described above, according to the echo canceller 10C of the fourth embodiment, the size of the step size μ for updating the tap coefficient H (t) is adjusted according to the S / N of the transmission signal y (t). It is configured. As a result, when there is a lot of background noise in the transmission signal y (t), the update rate of the tap coefficient H (t) is reduced to reduce the convergence speed but the high frequency band amplified by the
図8は、本発明の実施例5を示すエコーキャンセラの構成図であり、図6及び図7中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 8 is a block diagram of an echo canceller showing a fifth embodiment of the present invention. Elements common to those in FIGS. 6 and 7 are given common reference numerals.
このエコーキャンセラ10Dは、広帯域信号判定部23の検出信号DWによって切替スイッチ19の切り替えを制御すると共に、S/N検出部25の検出信号SNによって適応フィルタ14Aのステップサイズμを調整するように構成している。その他の構成は、図6及び図7と同様である。従って、このエコーキャンセラ10Dでは、第3の実施例と第4の実施例の双方の利点を有する。
The echo canceller 10D is configured to control switching of the
図9は、本発明の実施例6を示すエコーキャンセラの構成図であり、図8中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。 FIG. 9 is a block diagram of an echo canceller showing Embodiment 6 of the present invention. Elements common to those in FIG. 8 are denoted by common reference numerals.
このエコーキャンセラ10Eは、図8のエコーキャンセラ10Dに狭帯域信号判定部26を追加したものである。狭帯域信号判定部26は、線形予測部12から出力される2次の反射係数c2を閾値TH2と比較し、その大小判定結果に応じて適応フィルタ14Aのタップ係数H(t)の更新動作を制御するための検出信号DNを出力するものである。
The echo canceller 10E is obtained by adding a narrowband
この狭帯域信号判定部26は、トーン性信号による学習によってタップ係数H(t)が発散することを防止するために、線形予測部12から出力される2次の反射係数c2を予め設定した閾値TH2と比較し、反射係数c2がこの閾値TH2よりも大きい場合に、受信信号x(t)のスペクトルが集中してトーン性信号に近い特性であると判定し、適応フィルタ14Aのタップ係数H(t)の更新動作を停止させるための検出信号DNを出力する。
The narrowband
以上のように、この実施例6のエコーキャンセラ10Eは、受信信号x(t)がトーン性信号に近い特性である場合に、適応フィルタ14Aのタップ係数H(t)の更新動作を停止させる狭帯域信号判定部26を有しているので、実施例5と同様の利点に加えて、受信信号x(t)がトーン性信号に近い場合にタップ係数H(t)の発散を防止することが出来るという利点がある。
As described above, the
図10は、本発明の実施例7を示すエコーキャンセラの構成図である。
このエコーキャンセラは、適応フィルタ31と、加算器32と、S/N検出部33とで構成されている。
FIG. 10 is a block diagram of an echo canceller showing Embodiment 7 of the present invention.
The echo canceller includes an
適応フィルタ31は、離散時刻tにおける受信信号x(t)をタップ係数H(t)で演算して擬似エコーr(t)を生成すると共に、S/N検出部33から与えられる検出信号SNの値に応じたステップサイズμで、タップ係数H(t)を更新するものである。
The
加算器32は、送信信号y(t)から擬似エコーr(t)を差し引いて残差信号e(t)を出力するものである。
The
S/N検出部33は、例えば図6中のS/N検出部25と同様に、送信信号y(t)に含まれるエコーの信号レベルSLV(t)と、背景雑音レベルNLV(t)に基づいてS/N(t)を算出し、検出信号SNとして適応フィルタ31に与えるものである。
For example, the S / N detection unit 33 sets the echo signal level SLV (t) included in the transmission signal y (t) and the background noise level NLV (t) in the same manner as the S /
このエコーキャンセラでは、音声信号s(t)の他、背景雑音n(t)や音響エコーd(t)が、ディジタル信号に変換されて送信信号y(t)として入力される。 In this echo canceller, in addition to the audio signal s (t), background noise n (t) and acoustic echo d (t) are converted into digital signals and input as transmission signals y (t).
一方、適応フィルタ31には遠端から受信信号x(t)が入力されるが、ここで、音響エコーd(t)のエコー経路のインパルス応答Hをm次のFIRフィルタで近似できると仮定すると、離散時刻tにおける適応フィルタ31のタップ係数H(t)と、この適応フィルタ31に入力される受信信号x(t)は、それぞれ次のように表される。
H(t)=[h1(t),h2(t),…,hm(t)]T
X(t)=[x(t),x(t−1),…,x(t−m+1)]T
On the other hand, the received signal x (t) is input to the
H (t) = [h1 (t), h2 (t),..., Hm (t)] T
X (t) = [x (t), x (t−1),..., X (t−m + 1)] T
これにより、適応フィルタ31から出力される擬似エコーr(t)と、加算器33から出力される残差信号e(t)は、次のように表される。
r(t)=H(t)TX(t)
e(t)=y(t)−r(t)
Thus, the pseudo echo r (t) output from the
r (t) = H (t) T X (t)
e (t) = y (t) -r (t)
また、適応フィルタ31のタップ係数H(t)の更新は、NLMSアルゴリズムの場合、次のように表される。
H(t+1)=H(t)+μ[e(t)X(t)]/‖X(t)‖2
The update of the tap coefficient H (t) of the
H (t + 1) = H (t) + μ [e (t) X (t)] / ‖X (t) ‖ 2
なお、タップ係数H(t)の更新は、図示しないダブルトーク検出部等の制御により、受信信号x(t)は存在するが音声信号s(t)の存在しないシングルトーク状態のときにのみ行われ、受信信号x(t)と音声信号s(t)が共に存在するダブルトーク状態のときと、受信信号x(t)が存在しないときには更新の動作は停止される。 The tap coefficient H (t) is updated only in a single talk state in which the received signal x (t) is present but the audio signal s (t) is not present, under the control of a double talk detector (not shown) or the like. The update operation is stopped when the double talk state in which both the reception signal x (t) and the audio signal s (t) exist and when the reception signal x (t) does not exist.
S/N検出部33では、送信信号y(t)に含まれるエコーの信号レベルSLV(t)と、背景雑音レベルNLV(t)に基づいてS/N(t)が算出され、検出信号SNとして適応フィルタ31に与えられる。
The S / N detector 33 calculates S / N (t) based on the echo signal level SLV (t) included in the transmission signal y (t) and the background noise level NLV (t), and the detection signal SN As given to the
適応フィルタ31では、S/N検出部33から与えられる検出信号SNに応じて、タップ係数H(t)の収束速度を調整するステップサイズμが調整される。即ち、送信信号y(t)に背景雑音が少なくS/N(t)が大きいときには、ステップサイズμは大きな値に設定され、送信信号y(t)に背景雑音が多くS/N(t)が小さいときには、ステップサイズμは小さな値に設定される。
In the
以上のように、この実施例7のエコーキャンセラによれば、送信信号y(t)のS/Nに応じてタップ係数H(t)を更新するステップサイズμの大きさを調整するように構成している。これにより、送信信号y(t)に背景雑音が多く存在する場合には、タップ係数H(t)の更新量を小さくすることで収束速度は低下するものの、エコーキャンセル量の低下を軽減することが出来る。また、送信信号y(t)に背景雑音があまり存在しない場合には、タップ係数H(t)の更新量を大きくして収束速度を向上することが出来るという利点が有る。 As described above, according to the echo canceller of the seventh embodiment, the step size μ for updating the tap coefficient H (t) is adjusted according to the S / N of the transmission signal y (t). is doing. As a result, when there is a lot of background noise in the transmission signal y (t), the update rate of the tap coefficient H (t) can be reduced to reduce the convergence speed, but the reduction of the echo cancellation amount can be reduced. I can do it. Further, when there is not much background noise in the transmission signal y (t), there is an advantage that the convergence rate can be improved by increasing the update amount of the tap coefficient H (t).
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
(1) 図1等において、切替制御部20は、適応フィルタ14のタップ係数の更新回数に応じて切替信号SWを出力するように構成しているが、実際のタップ係数の収束状況に応じて切替信号SWを出力するように構成することが出来る。その場合、例えば、シングルトーク時の残差信号e(t)のパワーレベルを監視し、そのパワーレベルが一定レベル以下になったときに、残差信号e(t)を選択する切替信号SWを出力するように構成する。
(2) 図7等において、S/N検出部25は、送信信号y(t)と残差信号e(t)からS/Nを算出しているが、送信信号yw(t)と残差信号ew(t)からS/Nを算出するように構成しても良い。
(3) 図7等において、適応フィルタ14Aは、検出信号SNに基づいてタップ係数H(t)の更新時のステップサイズμの大きさを調整するように構成されているが、S/N検出部25及び検出信号SNを用いずに、切替信号SWを用いてステップサイズμを2段階に切り替えるようにしても良い。
(4) 図6〜図9に、図4と同様のFIFOバッファ22を設けても良い。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. Examples of this modification include the following.
(1) In FIG. 1 and the like, the switching
(2) In FIG. 7 and the like, the S /
(3) In FIG. 7 and the like, the
(4) A
11 遅延バッファ
12 線形予測部
13,16 逆フィルタ
14,14A 適応フィルタ
15 遅延制御部
17,18 加算器
19 切替スイッチ
20 切替制御部
21 ダブルトーク検出部
22 FIFOバッファ
23 広帯域信号判定部
25 S/N検出部
26 狭帯域信号判定部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記受信信号から反射係数と線形予測係数を算出する線形予測部と、
前記線形予測係数を用いて前記遅延受信信号を白色化し、白色化受信信号を生成する第1の逆フィルタと、
前記遅延受信信号と前記白色化受信信号をそれぞれ同一のタップ係数で演算して擬似エコーと白色化擬似エコーを出力すると共に、与えられた残差信号に従って該タップ係数を更新する適応フィルタと、
前記適応フィルタのタップ係数に基づいてエコーの遅延時間を推定し、前記線形予測部から出力された前記線形予測係数を該遅延時間だけ遅延させて出力する遅延制御部と、
前記遅延制御部から出力された線形予測係数を用いて送信信号を白色化し、白色化送信信号を生成する第2の逆フィルタと、
前記送信信号から前記擬似エコーを差し引いて第1の残差信号を出力する第1の加算器と、
前記白色化送信信号から前記白色化擬似エコーを差し引いて第2の残差信号を出力する第2の加算器と、
前記反射係数に基づいて前記受信信号が白色性信号か否かを判定する広帯域信号判定部と、
前記タップ係数が収束しておらず、かつ前記受信信号が白色性信号でないときには前記第2の残差信号を選択し、該タップ係数が収束しているかまたは該受信信号が白色性信号であるときには前記第1の残差信号を選択し、その選択した残差信号を前記適応フィルタに与える残差信号切替部と、
を備えたことを特徴とするエコーキャンセラ。 A delay buffer that delays the received signal and outputs a delayed received signal;
A linear prediction unit that calculates a reflection coefficient and a linear prediction coefficient from the received signal;
A first inverse filter for whitening the delayed received signal using the linear prediction coefficient to generate a whitened received signal;
An adaptive filter that computes the delayed received signal and the whitened received signal with the same tap coefficient to output a pseudo echo and a whitened pseudo echo, and updates the tap coefficient according to a given residual signal;
A delay control unit that estimates a delay time of an echo based on the tap coefficient of the adaptive filter and outputs the linear prediction coefficient output from the linear prediction unit by delaying the delay time;
A second inverse filter for whitening a transmission signal using the linear prediction coefficient output from the delay control unit and generating a whitened transmission signal;
A first adder for subtracting the pseudo echo from the transmission signal to output a first residual signal;
A second adder for subtracting the whitened pseudo echo from the whitened transmission signal to output a second residual signal;
A broadband signal determination unit that determines whether the received signal is a whiteness signal based on the reflection coefficient;
When the tap coefficient is not converged and the received signal is not a white signal, the second residual signal is selected, and when the tap coefficient is converged or the received signal is a white signal A residual signal switching unit that selects the first residual signal and provides the selected residual signal to the adaptive filter ;
Echo canceller, characterized in that it comprises a.
前記受信信号から線形予測係数を算出する線形予測部と、A linear prediction unit for calculating a linear prediction coefficient from the received signal;
前記線形予測係数を用いて前記遅延受信信号を白色化し、白色化受信信号を生成する第1の逆フィルタと、A first inverse filter for whitening the delayed received signal using the linear prediction coefficient to generate a whitened received signal;
前記遅延受信信号と前記白色化受信信号をそれぞれ同一のタップ係数で演算して擬似エコーと白色化擬似エコーを出力すると共に、与えられた残差信号に従って該タップ係数を更新する適応フィルタと、An adaptive filter that computes the delayed received signal and the whitened received signal with the same tap coefficient to output a pseudo echo and a whitened pseudo echo, and updates the tap coefficient according to a given residual signal;
前記適応フィルタのタップ係数に基づいてエコーの遅延時間を推定し、前記線形予測部から出力された前記線形予測係数を該遅延時間だけ遅延させて出力する遅延制御部と、A delay control unit that estimates a delay time of an echo based on the tap coefficient of the adaptive filter and outputs the linear prediction coefficient output from the linear prediction unit by delaying the delay time;
前記遅延制御部から出力された線形予測係数を用いて送信信号を白色化し、白色化送信信号を生成する第2の逆フィルタと、A second inverse filter for whitening a transmission signal using the linear prediction coefficient output from the delay control unit and generating a whitened transmission signal;
前記送信信号から前記擬似エコーを差し引いて第1の残差信号を出力する第1の加算器と、A first adder for subtracting the pseudo echo from the transmission signal to output a first residual signal;
前記白色化送信信号から前記白色化擬似エコーを差し引いて第2の残差信号を出力する第2の加算器と、A second adder for subtracting the whitened pseudo echo from the whitened transmission signal to output a second residual signal;
前記タップ係数が収束していないときには前記第2の残差信号を選択し、該タップ係数が収束した時点で前記第1の残差信号を選択し、その選択した残差信号を前記適応フィルタに与える残差信号切替部と、When the tap coefficient has not converged, the second residual signal is selected, and when the tap coefficient has converged, the first residual signal is selected, and the selected residual signal is sent to the adaptive filter. A residual signal switching section to provide,
を備えたエコーキャンセラであって、An echo canceller with
前記送信信号と前記第1の残差信号、または前記白色化送信信号と前記第2の残差信号に基づいて、該送信信号に含まれる前記エコーと該送信信号に含まれる背景雑音との比である信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部を設け、該信号対雑音比に基づいて前記適応フィルタにおけるタップ係数の更新時のステップサイズを調整するように構成したことを特徴とするエコーキャンセラ。Based on the transmission signal and the first residual signal, or the whitened transmission signal and the second residual signal, a ratio between the echo included in the transmission signal and background noise included in the transmission signal A signal-to-noise ratio calculating unit for calculating a signal-to-noise ratio is provided, and the step size at the time of updating the tap coefficient in the adaptive filter is adjusted based on the signal-to-noise ratio. Echo canceller.
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