JPH0746791B2 - Howling suppression circuit - Google Patents

Howling suppression circuit

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JPH0746791B2
JPH0746791B2 JP60158555A JP15855585A JPH0746791B2 JP H0746791 B2 JPH0746791 B2 JP H0746791B2 JP 60158555 A JP60158555 A JP 60158555A JP 15855585 A JP15855585 A JP 15855585A JP H0746791 B2 JPH0746791 B2 JP H0746791B2
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signal
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frequency
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正治 島田
博 安川
功 古川
良二 木島
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、送信受信が分離した通信系で生ずるハウリン
グを防止する回路に関する。ここで、「ハウリング」と
は受話系の信号が何らかの原因により送話系に廻り込み
系全体が発振状態になることをいう。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a circuit for preventing howling that occurs in a communication system in which transmission and reception are separated. Here, "howling" means that the signal of the receiving system is circulated to the transmitting system for some reason and the entire system is oscillated.

〔概要〕〔Overview〕

本発明は、送信受信が分離した通信系で生ずるハウリン
グを防止するハウリング回路において、 受話系に到来する信号から送話系に廻り込む反響信号の
疑似反響信号を発生させて、この疑似反響信号の位相を
反転させて送話系に加算する反響消去手段と、信号通路
を通過する信号の周波数成分を所定値だけシフトさせる
周波数シフト回路とを併用し、ループ内に反響消去機能
と周波数シフト機能が少なくとも一つ以上機能すること
により、 反響消去方式によるハウリング抑圧回路が有していたス
ピーカの音量不足を解消し、ハウリング抑圧とともに最
適な音量を得ることができるようにしたものである。
The present invention, in a howling circuit that prevents howling that occurs in a communication system in which transmission and reception are separated, generates a pseudo echo signal of an echo signal that circulates into the transmission system from a signal that arrives at the reception system, and generates the pseudo echo signal. An echo canceling function that inverts the phase and adds it to the transmission system and a frequency shift circuit that shifts the frequency component of the signal passing through the signal path by a predetermined value are used together, and the echo canceling function and the frequency shifting function are provided in the loop. By functioning at least one or more functions, it is possible to eliminate the lack of volume of the speaker, which is included in the howling suppression circuit by the echo canceling method, and to obtain the optimum volume while suppressing howling.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

以下説明を簡単にするために、テレビ会議電話装置の音
声系について述べる。第2図は、テレビ会議電話装置の
音声系を示すブロック構成図である。第2図(a)は対
向通信の例を示し、第2図(b)は4対地通信の例を示
す。
To simplify the description, the audio system of the video conference telephone device will be described below. FIG. 2 is a block diagram showing a voice system of the video conference telephone device. FIG. 2 (a) shows an example of opposite communication, and FIG. 2 (b) shows an example of 4-point communication.

一般にテレビ会議電話装置の音声系では、相手の音声を
複数人に同時に聞かせるスピーカ(拡声器)、複数人が
発生する音声を集音するマイクロフォン、およびこのス
ピーカおよびマイクロフォンを駆動する増幅器により構
成される。
Generally, in the audio system of a video conference telephone device, it is composed of a speaker (loudspeaker) that allows a plurality of people to hear the voice of the other party at the same time, a microphone that collects the sounds generated by a plurality of people, and an amplifier that drives the speaker and the microphone. It

このような構成では、スピーカからの音声が室内の壁に
反射して起こる残響音が、マイクロフォンに廻り込み反
響信号として挿入されることがある。さらに、相手側の
テレビ会議電話装置の音声系にも同様な現象が生じ、こ
の反響信号が一巡ループを形成すると、スピーカからの
サウンドレベルを大きくするように増幅器の利得を増加
させることにより、この一巡ループの利得が1を越えハ
ウリングを発生することはよく知られている。
In such a configuration, a reverberant sound generated when the sound from the speaker is reflected on the wall in the room may be circulated to the microphone and inserted as a reverberation signal. Further, a similar phenomenon occurs in the voice system of the video conference telephone device on the other side, and when this echo signal forms a loop, by increasing the gain of the amplifier so as to increase the sound level from the speaker, It is well known that the gain of a loop loop exceeds 1 to generate howling.

また、第2図(b)に示すような複数対地を同時に接続
したような形態では、対向通信で一巡ループ利得が1以
下でも音声加算回路を介して複数対地を接続することに
より、複数の反響信号のループによるループ利得の合計
が1を越えることになり、同様にハウリングを発生する
原因になる。詳しくは、〔「音声会議通信システムにお
ける中継装置の設計条件」電子通信学会通信方式研究会
資料CS83−81 1983年8月〕に記載されている。
Further, in the form in which a plurality of grounds are connected at the same time as shown in FIG. 2 (b), even if the loop loop gain is 1 or less in the opposite communication, a plurality of grounds can be connected by connecting the plurality of grounds via the voice addition circuit. The total loop gain due to the signal loop exceeds 1, which also causes howling. The details are described in “Design conditions of a relay device in a voice conference communication system”, IEICE Communication Systems Research Group Material CS83-81 August 1983].

このようにテレビ会議電話装置の音声系では、通信系の
構成にかかわらずハウリングを防止する手段が必要であ
る。この通信系のハウリングを防止する手段としては、 (a)反響阻止(エコーサプレッサ)方式 (b)反響消去(エコーキャンセラ)方式 があり、以下に対向するテレビ会議電話装置の片側のハ
ウリング防止用音声通信端末装置について説明する。
As described above, in the audio system of the video conference telephone device, a means for preventing howling is necessary regardless of the configuration of the communication system. As means for preventing howling in this communication system, there are (a) echo suppression (echo suppressor) system and (b) echo cancellation (echo canceller) system. The communication terminal device will be described.

(a)反響阻止方式 反響阻止方式を実現する装置は、音声スイッチ回路また
はエコーサプレッサがあり、古くから一般によく用いら
れている。
(A) Echo blocking method An apparatus for realizing the echo blocking method has a voice switch circuit or an echo suppressor and has been widely used since ancient times.

第3図は、エコーサプレッサを用いたハウリング抑圧回
路を示すブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a howling suppression circuit using an echo suppressor.

スピーカ1からマイクロフォン2に廻り込む反響信号3
と、直接マイクロフォン2に入力される送話者の音声信
号4との識別が、それぞれの信号電力の測定によって可
能なように、レベルダイヤを設定する増幅器あるいは減
衰器5、6、7、8をそれぞれ送話側および受話側に挿
入することにより実現している。この例は、〔「会議電
話」外国通信技術 No.20′1969年1月〕に記載されて
いる。
Echo signal 3 from speaker 1 to microphone 2
And the voice signal 4 of the talker directly input to the microphone 2 can be discriminated from each other by an amplifier or attenuator 5, 6, 7, 8 for setting a level diagram so that the signal power of each can be discriminated. It is realized by inserting into the transmitting side and the receiving side respectively. An example of this is described in ["Conference Phone" Foreign Communication Technology No. 20 'January 1969].

第3図に示すエコーサプレッサ9は、可変減衰回路10、
11と制御回路12で構成される。受信信号入力端子Rin13
および送信信号入力端子Sin15での信号電力をそれぞれ
測定し、受信信号入力端子Rin13での受信レベルLRinと
送信信号入力端子Sin15での送信レベルLSinが、 LRin>LSinの時、可変減衰回路10の減衰量を最小に、可
変減衰回路11の減衰量を最大に設定し、 LRin=LSinの時、可変減衰回路10の減衰量と可変減衰回
路11の減衰量をそれぞれ6dBに設定し、 LRin<LSinの時、可変減衰回路10の減衰量を最大に、可
変減衰回路11の減衰量を最小に設定する制御回路12によ
り、ループ利得が1以下になるように制御され、ハウリ
ングを防止している。
The echo suppressor 9 shown in FIG.
11 and control circuit 12. Received signal input terminal Rin13
And the signal power at the transmission signal input terminal Sin15 is measured respectively, and when the reception level LRin at the reception signal input terminal Rin13 and the transmission level LSin at the transmission signal input terminal Sin15 are LRin> LSin, the attenuation of the variable attenuation circuit 10 is reduced. Set the amount of attenuation to the minimum and the amount of attenuation of the variable attenuation circuit 11 to the maximum. When LRin = LSin, set the attenuation amount of the variable attenuation circuit 10 and the attenuation amount of the variable attenuation circuit 11 to 6 dB, respectively, and set LRin <LSin At this time, the loop gain is controlled to be 1 or less by the control circuit 12 that sets the maximum attenuation amount of the variable attenuation circuit 10 and the minimum attenuation amount of the variable attenuation circuit 11 to prevent howling.

(b)反響消去方式 反響消去方式を実現する装置はエコーキャンセラが有名
である。
(B) Echo canceling method An echo canceller is famous as a device that realizes the echo canceling method.

第4図は、エコーキャンセラを用いたハウリング抑圧回
路を示すブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a howling suppression circuit using an echo canceller.

エコーキャンセラ17は、一般に適応制御フィルタ18、減
算回路19および適応制御動作の開始あるいは停止を指示
する検出回路20により構成される。検出回路20は、受信
信号入力端子Rin13での受信レベルLRinと送信信号入力
端子Sin15での送信レベルLSinとの比較により、受信信
号入力端子Rin13に音声信号入力があり、送信信号入力
端子Sin15に送話者の音声信号入力がないことを識別で
きた場合には、減算回路19の出力(残差信号)電力が常
に0に近くなるように適応制御フィルタ18の伝達関数を
制御するものである。
The echo canceller 17 is generally composed of an adaptive control filter 18, a subtraction circuit 19, and a detection circuit 20 for instructing the start or stop of the adaptive control operation. The detection circuit 20 compares the reception level LRin at the reception signal input terminal Rin13 with the transmission level LSin at the transmission signal input terminal Sin15, and the reception signal input terminal Rin13 has an audio signal input, and sends it to the transmission signal input terminal Sin15. When it is possible to identify that there is no speaker voice signal input, the transfer function of the adaptive control filter 18 is controlled so that the output (residual signal) power of the subtraction circuit 19 is always close to zero.

送話者からの音声信号入力があると識別できた場合は、
適応制御フィルタ18の動作を停止する。このとき、受信
信号が反響経路を介して反響信号3となり、送話者の音
声信号4に混合されるが、適応制御フィルタ18の出力に
は受信信号から生成された疑似反響信号が出力されるか
ら減算回路19の出力には送話者の音声信号が取り出され
る。
If it can be identified that there is a voice signal input from the talker,
The operation of the adaptive control filter 18 is stopped. At this time, the received signal becomes the reverberant signal 3 through the reverberant path and is mixed with the voice signal 4 of the talker, but the pseudo reverberant signal generated from the received signal is output to the output of the adaptive control filter 18. From the output of the subtraction circuit 19, the voice signal of the speaker is extracted.

このような反響阻止方式や反響消去方式では、現時点に
おける通信系が常に送話状態にあるかあるいは送話状態
にあるかを識別することが必要である。
In such echo suppression method and echo cancellation method, it is necessary to identify whether the communication system at present is always in the transmitting state or in the transmitting state.

一方、通信系のハウリングを防止する以外に、演奏会場
内のマイクロフォンおよびスピーカにより起こる音場系
のハウリングを防止する手段として、周波数シフト方式
がある。
On the other hand, in addition to preventing howling in a communication system, there is a frequency shift method as a means for preventing howling in a sound field system caused by a microphone and a speaker in a performance hall.

この方式を実現する装置は、周波数シフター、ピッチコ
ントローラまたはハーモナイザと呼ばれるものがある。
An apparatus that realizes this method is called a frequency shifter, a pitch controller, or a harmonizer.

ハーモナイザは、音響効果を高めるために演奏会や講演
会に用いられており、その動作原理は入力信号を予め設
定した時間分だけ記憶し、その記憶した情報を入力信号
を取り込んだ時間速度より遅くあるいは早くしたりして
出力することにより、周波数をシフトするものである。
一般に元の周波数に対する変化後の周波数の比であるピ
ッチ比を大きくとると、音声の性質が変化するが、ピッ
チ比を音声品質が変化しない程度に設定すれば問題はな
く、室内における反響信号の波状の周波数特性を改善す
ることができる。
Harmonizers are used in concerts and lectures to enhance acoustic effects.The operating principle is that the input signal is stored for a preset time, and the stored information is slower than the time speed at which the input signal is captured. Alternatively, the frequency is shifted by speeding up the output.
Generally, when the pitch ratio, which is the ratio of the frequency after the change to the original frequency, is increased, the characteristics of the voice change, but if the pitch ratio is set to a level that does not change the voice quality, there is no problem, and the echo signal The wavy frequency characteristic can be improved.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、このような従来のハウリング抑圧方式では次
のような問題点があった。
However, such a conventional howling suppression method has the following problems.

反響阻止方式では、エコーサプレッサ9がエコー抑圧の
ために送話信号および受話信号の各レベルの大小により
減衰量の挿抜を行っており、この減衰量の挿抜を行うの
に数msec程度の動作時間と復旧時間を要し、したがって
言葉の始めと終わりあるいはあいづちなどの途切れが起
こり話づらくなる欠点があった。
In the echo suppression method, the echo suppressor 9 inserts / extracts the attenuation amount depending on the level of each of the transmission signal and the reception signal in order to suppress the echo, and the operation time of about several msec is required to insert / extract the attenuation amount. Therefore, there is a drawback that it takes time to recover, and therefore the beginning and end of words or gaps such as gaps occur and it becomes difficult to speak.

この欠点に対して、最大の挿入減衰量を小さく設定する
ことにより、ある程度の改善はなされるが、逆にスピー
カからの音量を大きくできず、かえって相手の声が聞き
取れない状態が起こる欠点があった。
On the other hand, by setting the maximum insertion attenuation amount to a small value, some improvement can be made, but on the contrary, there is a drawback that the volume of the speaker cannot be increased and the other party's voice cannot be heard. .

反響消去方式では、エコーキャンセラ17はエコーサプレ
ッサ9と違って、減衰量の挿抜は行わず、疑似反響信号
を作成し反響信号からこの疑似反響信号を減算処理して
反響信号を消去する方式であるので、エコーサプレッサ
9のような減衰量の挿抜による話づらさは生じないが、
以下に述べる欠点を有している。
In the echo canceling method, the echo canceller 17 is different from the echo suppressor 9 in that the amount of attenuation is not inserted and removed, a pseudo echo signal is created, and the pseudo echo signal is subtracted from the echo signal to cancel the echo signal. Therefore, unlike the echo suppressor 9, there is no difficulty in talking due to insertion and removal of the attenuation amount,
It has the following drawbacks.

一般に音声や音楽の周波数スペクトラムは、低域に電力
密度が高く高域には低い分布をもつことが知られてい
る。詳しくは、〔「音声」日本音響学会編 コロナ社出
版 1978年〕に記載されている。エコーキャンセラ17
は、受信信号入力端子Rin13にどのような周波数特性を
もった信号が入力されても、送信信号出力端子Sout16で
はエコー消去した信号の周波数特性が平坦になる性質を
もっている。
It is generally known that the frequency spectrum of voice or music has a high power density in the low range and a low distribution in the high range. Details are described in [Sound] edited by The Acoustical Society of Japan, published by Corona Publishing Company in 1978. Echo canceller 17
Has a property that, even if a signal having any frequency characteristic is input to the reception signal input terminal Rin13, the frequency characteristic of the echo canceled signal becomes flat at the transmission signal output terminal Sout16.

第5図は、白色雑音を入力とするエコーキャンセラの周
波数特性を観測した波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram observing the frequency characteristics of an echo canceller having white noise as an input.

第6図は、ホス雑音を入力とするエコーキャンセラの周
波数特性を観測した波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram observing the frequency characteristics of an echo canceller having Phos noise as an input.

受信信号入力端子Rin13に白色雑音を入力し、受信信号
出力端子Rout14から送信信号入力端子Sin15まで抵抗減
衰器(減衰量7dB)を挿入したときに、エコーキャンセ
ラ17をディセーブルあるいはイネーブルしたときの送信
信号出力端子Sout16における周波数特性を示す。
Transmission when the echo canceller 17 is disabled or enabled when white noise is input to the reception signal input terminal Rin13 and a resistance attenuator (7 dB attenuation) is inserted from the reception signal output terminal Rout14 to the transmission signal input terminal Sin15 The frequency characteristic in the signal output terminal Sout16 is shown.

第5図および第6図に示す波形図は、縦軸の一目盛が10
dBであり、横軸の一目盛りが0.5kHzであり、上側の波形
がディセーブル時であり、下側の波形がイネーブル時で
ある。
In the waveform diagrams shown in FIGS. 5 and 6, the vertical axis has a scale of 10
dB, one horizontal scale is 0.5 kHz, the upper waveform is disabled, and the lower waveform is enabled.

このように、周波数特性が異なる受信入力雑音でもエコ
ー消去後の周波数特性が平坦になる特性が実験でも観測
される。
In this way, the characteristics that the frequency characteristics become flat after echo cancellation even if the received input noises with different frequency characteristics are observed in the experiment.

さらに、スピーカ1からマイクロフォン2に廻り込む反
響信号3の伝達関数の周波数特性(反響経路特性)は、
第7図に示すように室内での壁の吸収率が1より低いこ
とから、概ね低域フィルタ特性を示すが、その周波数特
性は各周波数の微少変化に対して反響経路損失が大きく
変化する。これは、スピーカ1から放射される音声が壁
に反射されマイクロフォン2に挿入されることから起こ
る現象である。
Furthermore, the frequency characteristic (echo path characteristic) of the transfer function of the echo signal 3 that circulates from the speaker 1 to the microphone 2 is:
As shown in FIG. 7, since the absorptivity of the wall in the room is lower than 1, it exhibits a low-pass filter characteristic, but the frequency characteristic has a large change in the echo path loss with respect to a slight change in each frequency. This is a phenomenon caused by the sound radiated from the speaker 1 being reflected by the wall and being inserted into the microphone 2.

また、各周波数の微少変化に対し反響経路損失が大きく
変化し、波状の周波数特性を示すことが報告されてい
る。このため、エコーキャンセラ17によって得られたエ
コー消去量分だけスピーカ1からの音量が最適になるよ
うに反響経路内にある増幅器の利得を10dB上げると、第
7図の反響経路の損失の0dBの基準点が第7図のAに示
すレベルに移動することになり、スピーカ1からマイク
ロフォン2に廻り込む反響信号が電力的に損失がある系
であっても、ある周波数で利得が生じハウリングを起こ
すことがある。したがって、反響経路内にあって周波数
特性が平坦な増幅器の利得を上げようとすると、第7図
に示すBのレベル点までしか利得を上げることができな
い。さらに、エコーキャンセラ17の特性から音声周波数
スペクトラムの高域では、低域よりエコー消去量を大き
く取ることができない。このように、エコーキャンセラ
17はエコー消去量の絶対値に等しいだけの利得を増幅器
で上げることができず、音量不足に対する改善効果も少
なくなる欠点があった。
In addition, it has been reported that the echo path loss changes greatly with a slight change in each frequency, and exhibits a wavelike frequency characteristic. Therefore, if the gain of the amplifier in the echo path is increased by 10 dB so that the volume from the speaker 1 is optimized by the echo cancellation amount obtained by the echo canceller 17, the echo path loss of 0 dB of FIG. The reference point moves to the level shown in A of FIG. 7, and even in a system in which the echo signal sneaking from the speaker 1 to the microphone 2 has a power loss, gain occurs at a certain frequency and howling occurs. Sometimes. Therefore, if an attempt is made to increase the gain of an amplifier having a flat frequency characteristic in the echo path, the gain can be increased only up to the B level point shown in FIG. Further, due to the characteristics of the echo canceller 17, it is not possible to take a larger amount of echo cancellation in the high frequency band of the audio frequency spectrum than in the low frequency band. Thus, the echo canceller
No. 17 had the drawback that the gain equivalent to the absolute value of the echo cancellation amount could not be increased by the amplifier, and the improvement effect for insufficient volume was reduced.

また、周波数シフト方式では、反響経路特性の波状の周
波数特性は是正されるが、その是正される平滑化量は高
々6〜10程度であり、決定的なものとはいえない。した
がって、この値以上に増幅器の利得を要求するような通
信系のハウリングを防止するには、各方式だけの実現で
は十分ではない。
Further, in the frequency shift method, the wavelike frequency characteristic of the echo path characteristic is corrected, but the corrected smoothing amount is about 6 to 10 at most, which is not definitive. Therefore, in order to prevent the howling of the communication system that requires the gain of the amplifier above this value, the realization of each system alone is not sufficient.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、受信信号により反響経路を介して発生する反響
信号が送話信号に挿入されることにより起こる通信系の
ハウリングを防止し、かつ快適な音声通話を可能にする
ために増幅器の利得を増大させることができるハウリン
グ抑圧回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and prevents howling of a communication system caused by insertion of an echo signal generated by a received signal through an echo path into a transmission signal. An object of the present invention is to provide a howling suppression circuit capable of increasing the gain of an amplifier to enable comfortable voice communication.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、受話系に到来する信号を入力として送話系に
廻り込む反響信号を予測演算する回路手段と、この回路
手段の出力を送話系の信号に反転位相で加算する手段と
を含むハウリング抑圧回路において、信号通路を通過す
る信号の周波数成分を所定値だけシフトさせる周波数シ
フト回路が受話系および送話系の信号通路に設けられ、
上記予測演算する回路手段は、適応動作型であり、上記
周波数シフト回路を動作状態と非動作状態とに制御する
制御手段を含み、この制御手段は上記予測演算する回路
手段の適応動作に対応して受話状態では上記送話系周波
数シフト回路の動作を停止させるとともに上記受話系周
波数シフト回路の動作を開始させ、送話状態では上記送
話系周波数シフト回路の動作を開始させるとともに上記
受話系周波数シフト回路の動作を停止させ、無通話状態
および同時通話状態では、両系の周波数シフト回路の動
作を開始させる制御信号を送出する構成であることを特
徴とする。
The present invention includes circuit means for predicting and calculating an echo signal that circulates into the transmitting system with a signal arriving at the receiving system as an input, and means for adding the output of this circuit means to the signal of the transmitting system in an inverted phase. In the howling suppression circuit, a frequency shift circuit for shifting the frequency component of the signal passing through the signal path by a predetermined value is provided in the signal paths of the receiving system and the transmitting system,
The predictive calculation circuit means is of an adaptive operation type and includes control means for controlling the frequency shift circuit into an operating state and a non-operational state. The control means corresponds to the adaptive operation of the predictive calculation circuit means. In the receiving state, the operation of the transmitting system frequency shift circuit is stopped and the operation of the receiving system frequency shift circuit is started, and in the transmitting state, the operation of the transmitting system frequency shift circuit is started and the receiving system frequency is started. The configuration is characterized in that the operation of the shift circuit is stopped, and a control signal for starting the operation of the frequency shift circuits of both systems is transmitted in the non-call state and the simultaneous call state.

〔作用〕[Action]

本発明は、受話系に到来する信号から送話系に廻り込む
反響信号の疑似反響信号を発生させて、この疑似反響信
号の位相を反転させて送話系に加算する反響消去手段
と、信号通路を通過する信号の周波数成分を所定値だけ
シフトさせる周波数シフト回路とを併用し、周波数シフ
ト回路を受話系の信号通路に挿入した場合には、反響消
去手段の適応動作機能が開始しているときは周波数シフ
ト機能を停止し、適応動作機能が停止しているときは周
波数シフト機能を開始させ、周波数シフト回路を送話系
の信号通路に挿入した場合には、送話時以外は周波数シ
フト機能を開始させることにより、無通話状態、送話状
態、受話状態および同時通話状態のそれぞれで反響消去
手段の適応動作および周波数シフト動作を適宜に制御し
て、ハウリング抑圧するとともに通話側の信号が周波数
シフトされないようにすることができる。
The present invention is to generate a pseudo echo signal of an echo signal that circulates from a signal arriving at a receiving system to a transmitting system, invert the phase of the pseudo echo signal, and add the echo canceling means to the transmitting system. When the frequency shift circuit for shifting the frequency component of the signal passing through the passage is used together and the frequency shift circuit is inserted in the signal path of the receiving system, the adaptive operation function of the echo canceling means has started. When the frequency shift circuit is inserted in the signal path of the transmission system, the frequency shift function is stopped when the adaptive operation function is stopped and the frequency shift function is started when the adaptive operation function is stopped. By starting the function, the howling suppression is controlled by appropriately controlling the adaptive operation and the frequency shift operation of the echo canceller in each of the non-talking state, the transmitting state, the receiving state and the simultaneous speaking state. Signal Rutotomoni call side can be prevented from being frequency shifted.

なお、周波数シフト機能は反響経路特性の波状の周波数
特性を是正するものであり、これにより増幅器の利得を
増大させることができる。
The frequency shift function corrects the wave-like frequency characteristic of the echo path characteristic, which can increase the gain of the amplifier.

したがって、ループ内に反響消去と周波数シフト機能が
少なくとも一つ以上機能することになり、反響消去方式
によるハウリング抑圧回路が有していたスピーカの音量
不足を解消することができる。
Therefore, at least one of the echo canceling function and the frequency shift function functions in the loop, and the insufficient volume of the speaker, which is included in the howling suppressing circuit by the echo canceling method, can be eliminated.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明ハウリング抑圧回路は、反響消去手段および周波
数シフト回路を併用することを特徴とする。本実施例で
は、反響消去手段としてエコーキャンセラを用いて説明
する。
The howling suppression circuit of the present invention is characterized in that the echo canceller and the frequency shift circuit are used together. In this embodiment, an echo canceller will be used as the echo canceller.

第1図は、本発明ハウリング抑圧回路の一実施例を示す
ブロック構成図である。第1図において、エコーキャン
セラ17は、受信信号入力端子Rin13および送信信号入力
端子Sin15からの信号を入力する検出回路20、検出回路2
0の制御出力、受信信号入力端子Rin13からの信号および
減算回路19の出力を入力とし、出力信号を減算回路19に
接続する適応制御フィルタ18、送信信号入力端子Sin15
の信号に適応制御フィルタ18の出力信号を反転位相で加
算し送信信号出力端子Sout16に送出する減算回路19によ
り構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a howling suppression circuit according to the present invention. In FIG. 1, an echo canceller 17 includes a detection circuit 20 and a detection circuit 2 for inputting signals from a reception signal input terminal Rin13 and a transmission signal input terminal Sin15.
The control output of 0, the signal from the reception signal input terminal Rin13 and the output of the subtraction circuit 19 are input, and the adaptive control filter 18 that connects the output signal to the subtraction circuit 19 and the transmission signal input terminal Sin15
Is added to the output signal of the adaptive control filter 18 in the inverted phase and is sent to the transmission signal output terminal Sout16.

第1図に示す本実施例回路は、二つの周波数シフト回路
21,22をそれぞれ受信信号入力端子Rin13および受信信号
出力端子Rout14の間の受話経路と、送信信号入力端子Si
n15および送信信号出力端子Sout16の間の送話経路とに
挿入することを特徴とする。
The circuit of this embodiment shown in FIG. 1 includes two frequency shift circuits.
21 and 22 are the reception path between the reception signal input terminal Rin13 and the reception signal output terminal Rout14, and the transmission signal input terminal Si.
It is characterized in that it is inserted in the transmission path between n15 and the transmission signal output terminal Sout16.

第1図において、第一の周波数シフト回路21は受信信号
入力端子Rin13とエコーキャンセラ17の間に挿入され、
第二の周波数シフト回路22はエコーキャンセラ17と送信
信号出力端子Sout16の間に挿入され、検出回路20に入力
する受信信号入力端子Rin13からの信号は第一の周波数
シフト回路21の入力側から取り、適応制御フィルタ18に
入力する受信信号入力端子Rin13からの信号は第一の周
波数シフト回路21の出力側から取る。第一および第二の
周波数シフト回路21、22には、検出回路20からの制御出
力が接続される。
In FIG. 1, the first frequency shift circuit 21 is inserted between the reception signal input terminal Rin13 and the echo canceller 17,
The second frequency shift circuit 22 is inserted between the echo canceller 17 and the transmission signal output terminal Sout16, and the signal from the reception signal input terminal Rin13 input to the detection circuit 20 is taken from the input side of the first frequency shift circuit 21. The signal from the reception signal input terminal Rin13 input to the adaptive control filter 18 is taken from the output side of the first frequency shift circuit 21. The control output from the detection circuit 20 is connected to the first and second frequency shift circuits 21 and 22.

表は、本実施例の検出回路20の動作条件を示す表であ
る。
The table is a table showing operating conditions of the detection circuit 20 of the present embodiment.

以下、本実施例回路の動作について第1図および表を参
照して説明する。
The operation of the circuit of this embodiment will be described below with reference to FIG. 1 and the table.

まず検出回路20は、受信信号入力端子Rin13および送信
信号入力端子Sin15にそれぞれ入力される信号の受信レ
ベルLRinおよび送信レベルLSinが、音声電力として認識
できる設定レベル(識別レベル)Lthを越えているか否
かを識別する。送信レベルLSinおよび受信レベルLRinが
共に識別レベルLthを越えていないとき(無通話状態)
には、適応制御フィルタ18の動作を停止し、第一および
第二の周波数シフト回路21、22の動作を開始する。送信
レベルLSinが識別レベルLthを越え、受信レベルLRinが
識別レベルLthを越えていないとき(送話状態)には、
適応制御フィルタ18の動作を停止し、第一の周波数シフ
ト回路21の動作を開始し、第二の周波数シフト回路22の
動作を停止する。受信レベルLRinが識別レベルLthを越
え、送信レベルLsinが識別レベルLthを越えないとき
(受話状態)には、適応制御フィルタ18の動作を開始
し、第一の周波数シフト回路21の動作を停止し、第二の
周波数シフト回路22の動作を開始する。
First, the detection circuit 20 determines whether the reception level LRin and the transmission level LSin of the signals respectively input to the reception signal input terminal Rin13 and the transmission signal input terminal Sin15 exceed the set level (identification level) Lth that can be recognized as voice power. Identify. When both the transmission level LSin and the reception level LRin do not exceed the identification level Lth (no call)
First, the operation of the adaptive control filter 18 is stopped and the operations of the first and second frequency shift circuits 21 and 22 are started. When the transmission level LSin exceeds the identification level Lth and the reception level LRin does not exceed the identification level Lth (sending state),
The operation of the adaptive control filter 18 is stopped, the operation of the first frequency shift circuit 21 is started, and the operation of the second frequency shift circuit 22 is stopped. When the reception level LRin exceeds the discrimination level Lth and the transmission level Lsin does not exceed the discrimination level Lth (listening state), the operation of the adaptive control filter 18 is started and the operation of the first frequency shift circuit 21 is stopped. , Starts the operation of the second frequency shift circuit 22.

さらに検出回路20は、送信レベルLSinおよび受信レベル
LRinが共に識別レベルLthを越えているとき、受信レベ
ルLRinと送信レベルLSinとの差が最小損失量ERLより大
であれば受話状態であり、適応制御フィルタ18の動作を
開始し、第一の周波数シフト回路21の動作を停止し、第
二の周波数シフト回路22の動作を開始する。受信レベル
LRinと送信レベルLSinとの差が最小損失量ERLより小で
あれば同時通話状態であり、適応制御フィルタ18の動作
を停止し、第一および第二の周波数シフト回路21、22の
動作を開始する。
Further, the detection circuit 20 has a transmission level LSin and a reception level.
When both LRin exceed the discrimination level Lth, if the difference between the reception level LRin and the transmission level LSin is larger than the minimum loss amount ERL, it means that the receiving state is established, and the operation of the adaptive control filter 18 is started. The operation of the frequency shift circuit 21 is stopped, and the operation of the second frequency shift circuit 22 is started. Reception level
If the difference between LRin and the transmission level LSin is smaller than the minimum loss amount ERL, it means that the call is in the simultaneous call state, the operation of the adaptive control filter 18 is stopped, and the operations of the first and second frequency shift circuits 21 and 22 are started. To do.

このように、検出回路20は適応制御フィルタ18、第一の
周波数シフト回路21および第二の周波数シフト回路22に
制御動作の命令を送出する。
In this way, the detection circuit 20 sends a control operation command to the adaptive control filter 18, the first frequency shift circuit 21, and the second frequency shift circuit 22.

適応制御フィルタ18の実施例としては現在、学習同定法
と呼ばれる制御法が採用されており、適応制御フィルタ
18に入力される受信信号入力端子Rin13からの受信入力
信号ERin、減算回路19の入力信号すなわち送信信号入力
端子Sin15からの送信入力信号ESin、減算回路19の出力
信号すなわち送信信号出力端子Sout16に送出される送信
出力信号ESoutの三信号を用いて、表に示す適応制御フ
ィルタ18の動作開始状態において、送信出力信号ESout
の電力が常に0になるように自動制御して反響信号を消
去させている。適応制御フィルタ18の停止状態とは、適
応動作を停止することであって、減算回路19には疑似反
響信号が送出され、反響信号の消去動作は行われてい
る。
A control method called a learning identification method is currently adopted as an example of the adaptive control filter 18.
Received signal input terminal ERin from the received signal input terminal Rin13 input to 18, the input signal of the subtraction circuit 19, that is, the transmission input signal ESin from the transmission signal input terminal Sin15, the output signal of the subtraction circuit 19, that is, the transmission signal output terminal Sout16 By using the three signals of the transmission output signal ESout, the transmission output signal ESout is output in the operation start state of the adaptive control filter 18 shown in the table.
The reverberation signal is erased by automatically controlling so that the power of 0 is always zero. The stopped state of the adaptive control filter 18 means that the adaptive operation is stopped, and the pseudo echo signal is sent to the subtraction circuit 19 and the echo signal is erased.

さらに、周波数シフト回路21、22は音声のピッチ時間間
隔にほぼ等しいメモリを有しており、入力信号を一定時
間間隔にサンプルし、そのサンプル値をメモリに蓄積
し、次に蓄積されたサンプル値を入力した時のサンプル
間隔より長い間隔で読み出し、等価的に周波数を低域側
にシフトした出力信号を発生させている。ここで、周波
数シフト回路21、22の停止動作とは、周波数シフト機能
を停止させることを意味しており、入力信号をそのまま
通過させることと等価である。
Further, the frequency shift circuits 21 and 22 have a memory approximately equal to the pitch time interval of voice, sample the input signal at a constant time interval, store the sample value in the memory, and then store the stored sample value. Is read out at an interval longer than the sampling interval at the time of inputting, and an output signal equivalent to the frequency shifted to the low frequency side is generated. Here, the stop operation of the frequency shift circuits 21 and 22 means stopping the frequency shift function, and is equivalent to passing the input signal as it is.

一般にテレビ会議電話装置の音声系では、第1図で示し
た装置が通信路を介して対向して配置され、どちらか一
方が通話の時(片方向通話時)では、適応制御フィルタ
18の動作が停止され、周波数シフト回路21、22の動作が
開始あるいは停止されるが、反対側の装置ではこれと反
対の動作をしており通話側では周波数の歪みは発生しな
い。また、通信路を介した四線ループ系でのハウリング
マージンは、反響消去量と周波数シフトによる平滑化量
を加えたものとなり、増幅器の利得をさらに増大させる
ことが可能になる。
Generally, in the audio system of a video conference telephone device, the devices shown in FIG. 1 are arranged to face each other via a communication path, and when one of them is in a call (during one-way call), an adaptive control filter is used.
Although the operation of 18 is stopped and the operation of the frequency shift circuits 21 and 22 is started or stopped, the device on the opposite side performs the opposite operation and the frequency distortion does not occur on the call side. Further, the howling margin in the four-wire loop system via the communication path is the sum of the echo cancellation amount and the smoothing amount due to the frequency shift, which makes it possible to further increase the gain of the amplifier.

なお、上記具体的な例では、テレビ会議電話装置の四線
系の音声でスピーカおよびマイクロフォンを有する系を
例として説明したが、ハウリング発生の原因が必ずしも
音響系でない反射による場合にも適用可能であり、二線
四線変換回路を有する一つまたは複数対地を接続する電
話網の四線区間系にも同様に適用可能である。
In the above specific example, a system having a speaker and a microphone for four-line audio of the video conference telephone device has been described as an example, but the present invention is also applicable to the case where the cause of howling is reflection which is not necessarily an acoustic system. Therefore, the present invention can be similarly applied to a four-line section system of a telephone network having a two-wire / four-wire conversion circuit and connecting one or more grounds.

〔発明の効果〕 本発明は、以上説明したように、送話状態では適応フィ
ルタの動作を停止させて周波数シフトを挿入させないで
送話信号を出力するため、通話側からの通話信号の通話
品質の劣化がないため、四線ループ系で考慮したとき、
ループ内に反響消去と周波数シフト機能が少なくとも一
つ以上機能することになり、したがって反響消去量と周
波数シフトによる平滑化量との和がハウリングマージン
となるために、増幅器の利得を増大させることができる
効果をもつ。すなわち、いままでの反響消去方式による
ハウリング抑圧回路が有していたスピーカの音量不足を
解消し、最適な音量を得ることができる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention outputs the transmission signal without inserting the frequency shift by stopping the operation of the adaptive filter in the transmission state. Therefore, the communication quality of the communication signal from the communication side is improved. Since there is no deterioration of, when considering in a four-wire loop system,
At least one of the echo canceling function and the frequency shift function functions in the loop. Therefore, the sum of the echo canceling amount and the smoothing amount by the frequency shift becomes a howling margin, so that the gain of the amplifier can be increased. Has the effect that can be done. That is, there is an effect that an insufficient volume of the speaker, which is included in the howling suppression circuit by the echo canceling method, which has been used up to now, can be solved and an optimum volume can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。 第2図は従来のテレビ会議電話装置の音声系の構成例を
示すブロック構成図。 第3図はエコーサプレッサを用いたハウリング抑圧回路
のブロック構成図。 第4図はエコーキャンセラを用いたハウリング抑圧回路
のブロック構成図。 第5図は白色雑音を入力としたエコーキャンセラの周波
数特性を観測した波形図。 第6図はホス雑音を入力としたエコーキャンセラの周波
数特性を観測した波形図。 第7図は室内反響特性例を示す図。 1…スピーカ、2…マイクロフォン、3…反響信号、4
…送話者の音声信号、5、6、7、8…増幅器あるいは
減衰器、9…エコーサプレッサ、10、11…可変減衰回
路、12…制御回路、13…受信信号入力端子Rin、14…受
信信号出力端子Rout、15…送信信号入力端子Sin、16…
送信信号出力端子Sout、17…エコーキャンセラ、18…適
応制御フィルタ、19…減算回路、20…検出回路、21、22
…周波数シフト回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a voice system of a conventional video conference telephone device. FIG. 3 is a block diagram of a howling suppression circuit using an echo suppressor. FIG. 4 is a block configuration diagram of a howling suppression circuit using an echo canceller. FIG. 5 is a waveform diagram in which the frequency characteristics of an echo canceller with white noise as an input are observed. FIG. 6 is a waveform diagram observing the frequency characteristics of an echo canceller with Phos noise as input. FIG. 7 is a diagram showing an example of indoor echo characteristics. 1 ... speaker, 2 ... microphone, 3 ... echo signal, 4
… Speaker's voice signal, 5,6,7,8… Amplifier or attenuator, 9… Echo suppressor, 10,11… Variable attenuation circuit, 12… Control circuit, 13… Reception signal input terminal Rin, 14… Reception Signal output terminals Rout, 15 ... Transmission signal input terminals Sin, 16 ...
Transmission signal output terminals Sout, 17 ... Echo canceller, 18 ... Adaptive control filter, 19 ... Subtraction circuit, 20 ... Detection circuit, 21, 22
… Frequency shift circuit.

フロントページの続き (72)発明者 木島 良二 神奈川県横須賀市武1丁目2356番地 日本 電信電話株式会社横須賀電気通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−3430(JP,A) 特開 昭61−202532(JP,A)Continuation of the front page (72) Inventor Ryoji Kijima 2356 Take 1, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture, Yokosuka Telecommunications Research Laboratories, Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-58-3430 (JP, A) JP-A-61 -202532 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】受話系に到来する信号を入力として送話系
に廻り込む反響信号を予測演算する回路手段と、 この回路手段の出力を送話系の信号に反転位相で加算す
る手段と を含むハウリング抑圧回路において、 信号通路を通過する信号の周波数成分を所定値だけシフ
トさせる周波数シフト回路が受話系および送話系の信号
通路に設けられ、 上記予測演算する回路手段は、適応動作型であり、 上記周波数シフト回路を動作状態と非動作状態とに制御
する制御手段を含み、 この制御手段は上記予測演算する回路手段の適応動作に
対応して受話状態では上記送話系周波数シフト回路の動
作を停止させるとともに上記受話系周波数シフト回路の
動作を開始させ、送話状態では上記送話系周波数シフト
回路の動作を開始させるとともに上記受話系周波数シフ
ト回路の動作を停止させ、無通話状態および同時通話状
態では、両系の周波数シフト回路の動作を開始させる制
御信号を送出する構成である ことを特徴とするハウリング抑圧回路。
1. A circuit means for predicting and calculating an echo signal that circulates into a transmitting system with a signal arriving at the receiving system as an input, and means for adding the output of this circuit means to the signal of the transmitting system in an inverted phase. In the howling suppression circuit including, a frequency shift circuit for shifting the frequency component of the signal passing through the signal path by a predetermined value is provided in the signal path of the receiving system and the transmitting system, and the circuit means for performing the predictive calculation is an adaptive operation type. And a control means for controlling the frequency shift circuit into an operating state and a non-operating state, the control means corresponding to the adaptive operation of the circuit means for performing the predictive calculation, in the receiving state, of the transmitting system frequency shift circuit. The operation is stopped and the operation of the receiving system frequency shift circuit is started. In the transmitting state, the operation of the transmitting system frequency shift circuit is started and the operation of the receiving system frequency is started. The operation of the shift circuit is stopped, the non-calling state and simultaneous talking state, howling suppression circuit, characterized in that the arrangement for sending a control signal for starting the operation of the frequency shift circuit both systems.
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