JPH0795711B2 - Echo signal canceller - Google Patents

Echo signal canceller

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JPH0795711B2
JPH0795711B2 JP59243648A JP24364884A JPH0795711B2 JP H0795711 B2 JPH0795711 B2 JP H0795711B2 JP 59243648 A JP59243648 A JP 59243648A JP 24364884 A JP24364884 A JP 24364884A JP H0795711 B2 JPH0795711 B2 JP H0795711B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/20Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は通信会議システムや拡声電話機において、スピ
ーカとマイクロホン間の音響的結合によって発生する反
響信号を消去し、ハウリングを抑圧する反響信号消去装
置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an echo signal canceling apparatus for canceling echo signals generated by acoustic coupling between a speaker and a microphone and suppressing howling in a communication conference system and a loudspeaker telephone. Is.

従来の技術 近年、遠隔地点を結ぶ通信会議システムの進展に伴い、
前記システムにおいて、スピーカとマイクロホン間の音
響的結合によって発生する反響信号を消去し、ハウリン
グを抑圧する手段として、反響信号消去装置が注目され
ている。従来、例えば文献「ア デザイン オブ キャ
ンセラー フォー ブロード バンド アコースティク
エコー」(Furukawa,“A Design of Canceller for B
road Band Acoustic Echo,"Proceedings of Internatio
nal Teleconference Symposium,PP.232−239(April 19
84))に記述されている反響信号消去装置等が提案され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of communication conference systems connecting remote locations,
In the above system, an echo signal canceller has been attracting attention as a means for canceling echo signals generated by acoustic coupling between a speaker and a microphone and suppressing howling. In the past, for example, the document “A design of canceller for broad band acoustic echo” (Furukawa, “A Design of Canceller for B
road Band Acoustic Echo, "Proceedings of Internatio
nal Teleconference Symposium, PP.232−239 (April 19
The echo signal canceller described in 84)) has been proposed.

以下図面を参照しながら、上述したような従来の反響信
号消去装置について説明する。
Hereinafter, a conventional echo signal canceller as described above will be described with reference to the drawings.

第7図は従来の反響信号消去装置をもちいた通信会議シ
ステムを示す図であり、第7図で、1,2は反響信号消去
装置、3,4,5,6は増巾器、7,8はスピーカ、9,10はマイク
ロホン、11は話者A,12は話者B、13は会議室A、14は会
議室Bである。
FIG. 7 is a diagram showing a communication conference system using a conventional echo signal canceller. In FIG. 7, 1 and 2 are echo cancellers, 3, 4, 5 and 6 are amplifiers, and 7, 8 is a speaker, 9 and 10 are microphones, 11 is a speaker A, 12 is a speaker B, 13 is a conference room A, and 14 is a conference room B.

会議室A13で話者A11の話した音声は、マイクロホン9よ
り増巾器3、増巾器6を介してスピーカ8に伝えられ
る。会議室B14のスピーカ8より出た音声信号は、話者B
12に伝えられると同時にマイクロホン10より増巾器5,増
巾器6を介してスピーカ7より信号の伝搬遅延時間だけ
遅れた反響信号として話者A11に戻ってくることにな
る。このような反響信号が戻ってくると自然な会議通話
が妨害される。またスピーカ7より出た音声信号はマイ
クロホン9にもまわり込むので、話者Aの話した音声信
号はループを形成することになる。このループゲインが
1を越える場合にはハウリングが発生し、会議通話を大
きく妨害することになる。そこで第7図に示す通信会議
システムでは反響信号消去装置1,2をもちいることによ
り、反響信号を消去し、ハウリングの抑圧を行なう。す
なわち、話者A11の反響信号を話者A11の遠端側にある反
響信号消去装置2で消去し、話者B12の反響信号を話者B
12の遠端側にある反響信号消去装置1で消去することに
より、自然な音質で双方向会議通話が可能な通信会議シ
ステムを実現することができる。
The voice spoken by the speaker A11 in the conference room A13 is transmitted from the microphone 9 to the speaker 8 via the amplifier 3 and the amplifier 6. The voice signal output from the speaker 8 in the conference room B14 is the speaker B.
At the same time as being transmitted to the speaker 12, it is returned to the speaker A11 as an echo signal delayed from the speaker 7 through the amplifier 5 and the amplifier 6 by the propagation delay time of the signal from the speaker 7. When such an echo signal returns, a natural conference call is disturbed. Further, the voice signal output from the speaker 7 also wraps around the microphone 9, so that the voice signal spoken by the speaker A forms a loop. When the loop gain exceeds 1, howling occurs, which greatly disturbs the conference call. Therefore, in the communication conference system shown in FIG. 7, echo signals are eliminated by using echo signal elimination devices 1 and 2, and howling is suppressed. That is, the echo signal of the speaker A11 is canceled by the echo signal canceller 2 on the far end side of the speaker A11, and the echo signal of the speaker B12 is canceled by the speaker B12.
By erasing with the echo signal erasing device 1 on the far end side of 12, it is possible to realize a communication conference system capable of two-way conference call with natural sound quality.

このような通信会議システムにもちいる反響信号消去装
置の一例として、サンプリング周波数が16KHz、反響信
号継続時間が250mSの場合を考えると、フィルタのタッ
プ数としては4,000タップ必要となる。このように大き
なタップ数のフィルタを実時間で処理するためには処理
を分割することが必要であり、帯域分割型のエコーキャ
ンセラをもちいた反響信号消去装置が前記文献で提案さ
れている。帯域分割型のエコーキャンセラをもちいるこ
とによるメリットは、入力信号の周波数帯域分割を行な
った後、低周波周波数に変換することによって各帯域の
信号に対して同一の処理が可能となることである。
Considering a case where the sampling frequency is 16 KHz and the echo signal duration is 250 mS as an example of the echo signal canceller used in such a communication conference system, the number of taps of the filter is 4,000 taps. In order to process such a filter with a large number of taps in real time, it is necessary to divide the processing, and an echo signal canceller using a band division type echo canceller is proposed in the above-mentioned document. The advantage of using the band-division type echo canceller is that the same processing can be performed on the signals in each band by dividing the frequency band of the input signal and then converting it to a low frequency. .

第8図に前述した帯域分割型のエコーキャンセルをもち
いた従来の反響信号消去装置の構成図を示す。第8図に
おいて、15は受信側入力信号端子、16は受信側出力信号
端子、17は送信側入力信号端子、18は送信側出力信号端
子、19は送信側入力信号を複数(n個)の周波数帯域に
分割する第1の帯域分割器、20は受信側入力信号を前記
第1の帯域分割器と同特性のn個の周波数帯域に分割す
る第2の帯域分割器、211から21nは前記第1の帯域分割
器により得られた各帯域信号と前記第2の帯域分割器に
より得られた同一帯域の各帯域信号とに基いて前記第1
の帯域分割器により得られた各帯域信号に含まれる反響
信号を消去するエコーキャンセラ、22は前記エコーキャ
ンセラにより反響信号を消去された各帯域信号を合成し
て反響信号を消去した送信側出力信号を作成する帯域合
成器である。第9図は前記エコーキャンセラの内部構成
図である。第9図において、23は受信側入力信号の帯域
信号端子、24は送信側入力信号の帯域信号端子、25は送
信側出力信号の帯域信号端子、26は前記受信側入力信号
の帯域信号と前記送信側入力信号の帯域信号とに基い
て、前記送信側入力信号の帯域信号に含まれる反響信号
の推定帯域信号を作成するための可変係数トランスバー
サルフィルタから成る適応フィルタ、27は前記送信側入
力信号の帯域信号から前記反響信号の推定帯域信号を差
し引くことにより反響信号の消去された送信側出力信号
の帯域信号を作成する減算器である。
FIG. 8 shows a configuration diagram of a conventional echo signal canceller using the above-described band division type echo cancellation. In FIG. 8, reference numeral 15 is a receiving side input signal terminal, 16 is a receiving side output signal terminal, 17 is a transmitting side input signal terminal, 18 is a transmitting side output signal terminal, and 19 is a plurality of transmitting side input signals (n pieces). A first band divider for dividing into frequency bands, 20 is a second band divider for dividing a receiving side input signal into n frequency bands having the same characteristics as the first band divider, and 211 to 21n are the above-mentioned The first band signal obtained by the first band divider and the first band signal obtained by the second band divider in the same band;
, An echo canceller for canceling the echo signal contained in each band signal obtained by the band divider, 22 is a transmission side output signal in which the echo signal is canceled by combining the band signals whose echo signals have been canceled by the echo canceller Is a band combiner. FIG. 9 is an internal block diagram of the echo canceller. In FIG. 9, 23 is a band signal terminal of a receiving side input signal, 24 is a band signal terminal of a transmitting side input signal, 25 is a band signal terminal of a transmitting side output signal, 26 is a band signal of the receiving side input signal and An adaptive filter comprising a variable coefficient transversal filter for creating an estimated band signal of an echo signal included in the band signal of the transmission side input signal based on the band signal of the transmission side input signal, 27 is the transmission side input It is a subtractor that subtracts the estimated band signal of the echo signal from the band signal of the signal to create the band signal of the transmission-side output signal from which the echo signal has been eliminated.

以上のように構成された反響信号消去装置について、以
下その動作を説明する。
The operation of the echo signal canceller configured as described above will be described below.

まず送信側入力信号、受信側入力信号をそれぞれ第1の
帯域分割器19、第2の帯域分割器20によってn個の周波
数帯域に分割し帯域信号を得る。次にエコーキャンセラ
211から21nをもちいて送信側入力信号の各帯域信号に含
まれる反響信号の推定を行ない、前記送信側入力信号の
各帯域信号から前記反響信号の各推定帯域信号を差し引
くことにより反響信号を消去した送信側出力信号の各帯
域信号を得る。次いで前記反響信号を消去した送信側出
力信号の各帯域信号を帯域合成器22をもちいて合成して
反響信号を消去した送信側出力信号を作成する。
First, the input signal on the transmitting side and the input signal on the receiving side are divided into n frequency bands by the first band divider 19 and the second band divider 20, respectively, to obtain band signals. Next is an echo canceller
Estimate the echo signal included in each band signal of the input signal on the transmission side using 211 to 21n, and cancel the echo signal by subtracting each estimated band signal of the echo signal from each band signal of the input signal on the transmission side Each band signal of the transmitted output signal is obtained. Then, the band signals of the transmission side output signal from which the echo signal has been eliminated are combined using the band combiner 22 to create a transmission side output signal from which the echo signal has been eliminated.

次に第9図をもちいてエコーキャンセラ211から21nの内
部の動作について説明する。エコーキャンセラ211から2
1nでは適応フィルタ26をもちいて、時刻jにおける受信
側入力信号の帯域信号xjと送信側入力信号の帯域信号zj
とに基いてスピーカとマイクロホン間(厳密には受信側
入力信号の帯域信号端子23と送信側入力信号の帯域信号
端子24との間)のインパルス応答(適応フィルタのフィ
ルタ係数にあたる)hij(i=1,2,……,N、Nはインパ
ルス応答のサンプル数)の推定を行ない、推定されたイ
ンパルス応答ij(∧は推定値を表わす。)と前記受信
側入力信号の帯域信号とを第(1)式に示すようにたた
み込む(前記フィルタ係数でフィルタリングする)こと
によって反響信号の推定帯域信号を作成する。
Next, the internal operation of the echo cancellers 211 to 21n will be described with reference to FIG. Echo Canceller 211-2
In 1n, using the adaptive filter 26, the band signal xj of the input signal on the receiving side and the band signal zj of the input signal on the transmitting side at time j are used.
Based on and, the impulse response (corresponding to the filter coefficient of the adaptive filter) between the speaker and the microphone (strictly speaking, between the band signal terminal 23 of the receiving side input signal and the band signal terminal 24 of the transmitting side input signal) h ij (i , 1, 2, ..., N, N is the number of impulse response samples), and the estimated impulse response ij (∧ represents an estimated value) and the band signal of the receiving side input signal An estimated band signal j of the echo signal is created by performing convolution (filtering with the filter coefficient) as shown in equation (1).

次に減算器27をもちいて第(2)式に示すように前記受
信側入力信号の帯域信号から前記反響信号の推定帯域信
号を差し引くことにより反響信号の消去された送信側出
力信号の帯域信号ejを作成する。
Next, a subtracter 27 is used to subtract the estimated band signal of the reverberation signal from the band signal of the reception side input signal as shown in the equation (2), whereby the band signal of the transmission side output signal from which the reverberation signal has been eliminated. Create e j .

ej=zj …………(2) インパルス応答の推定は、送信側入力信号が受信側入力
信号の反響信号のみによって生じている時、すなわち反
響信号消去装置からみて遠端の話者だけが話している時
に行なう。インパルス応答の推定は、たとえば第(3)
式に示す学習同定法のアルゴリズムにしたがってサンプ
ル周期毎にインパルス応答を修正することによって行な
う。
e j = z jj (2) Impulse response is estimated when the input signal on the transmitting side is generated only by the echo signal of the input signal on the receiving side, that is, at the far end when viewed from the echo signal canceller. Only when someone is speaking. The impulse response is estimated, for example, in (3)
This is done by modifying the impulse response every sample period according to the learning identification algorithm shown in the equation.

ただし、αは0<α<2なる定数である。 However, α is a constant such that 0 <α <2.

以上のように反響信号消去装置をもちいた通信会議シス
テムでは反響信号の消去された自然な会議通話を行なう
ことができる。
As described above, in the communication conference system using the echo signal canceller, a natural conference call in which the echo signal is cancelled can be performed.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では以下に述べるような
問題点を有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, the above-mentioned configuration has the following problems.

一般に室内の周囲騒音レベルは第10図(a)に示すよう
に低周波領域で高く高周波領域にいくにしたがって減少
する。学習同定法によるアルゴリズムでは信号対雑音比
をS/N(dB)とした時の反響信号消去量ACANC(dB)は第
(4)式で与えられる。
Generally, the ambient noise level in the room is high in the low frequency region and decreases as it goes to the high frequency region, as shown in FIG. 10 (a). In the learning identification algorithm, the echo signal cancellation amount A CANC (dB) when the signal-to-noise ratio is S / N (dB) is given by equation (4).

ACANC=S/N+10log10(2/α−1) ……(4) 周囲騒音は雑音として作用するので第10図(a)に示す
室内騒音特性を有する部屋のおける反響信号レベルは反
響信号消去装置を動作させる前と動作させた後で第10図
(b)に示すような特性を示すことになる。すなわち、
従来の構成では反響信号消去量が周波数によって異な
り、ハウリングマージンは最低の反響信号消去量によっ
て決まるのでハウリングマージンが大きくとれないとい
う問題点があった。
A CANC = S / N + 10log 10 (2 / α-1) (4) Since ambient noise acts as noise, the echo signal level in a room with room noise characteristics shown in Fig. 10 (a) is eliminated. The characteristics as shown in FIG. 10 (b) are shown before and after the device is operated. That is,
In the conventional configuration, the amount of echo signal cancellation differs depending on the frequency, and the howling margin is determined by the minimum amount of echo signal cancellation.

また、従来の反響信号消去装置では、マイクロホンの向
きを大幅にかえたりしてスピーカとマイクロホン間の音
響的結合特性を急激にまた大幅に変化させるとハウリン
グを生じる場合があった。従来これらの問題点に対して
は使用法、使用環境等に制約を与えることで対処してき
た。
Further, in the conventional echo signal canceller, howling may occur when the direction of the microphone is significantly changed and the acoustic coupling characteristic between the speaker and the microphone is drastically or drastically changed. Conventionally, these problems have been dealt with by limiting the usage method and usage environment.

本発明は上記問題点に鑑み、環境の変動に対するハウリ
ングマージンを向上させることによって使用環境に対す
る制約を緩和し適用範囲の広い反響信号消去装置を提供
するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a reverberation signal canceller that improves the howling margin against environmental changes to alleviate restrictions on the use environment and has a wide range of application.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の反響信号消去装置
は、送信側入力信号を複数の周波数帯域に分割する第1
の帯域分割器と、受信側入力信号を前記第1の帯域分割
器と同特性の複数の周波数帯域に分割する第2の帯域分
割器と、前記第1の帯域分割器により得られた各帯域信
号と前記第2の帯域分割器により得られた同一帯域の各
帯域信号とに基いて前記第1の帯域分割器により得られ
た各帯域信号に含まれる反響信号を消去するエコーキャ
ンセラと、前記エコーキャンセラにより反響信号を消去
された各帯域信号を減衰させる減衰器と、前記減衰器に
より減衰させられた各帯域信号を合成して反響信号を消
去した送信側出力信号を作成する帯域合成器と、前記第
1の帯域分割器により得られた各帯域信号の短時間パワ
ーを算出する短時間パワー算出器と、前記短時間パワー
算出器により求められた各帯域信号の短時間パワーから
前記各帯域信号の信号対雑音比を推定し、推定された信
号対雑音比に基いて前記減衰器の減衰量を制御する減衰
量制御器とから構成されている。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the echo signal canceller according to the present invention divides a transmission side input signal into a plurality of frequency bands.
Band divider, a second band divider that divides the input signal on the reception side into a plurality of frequency bands having the same characteristics as the first band divider, and each band obtained by the first band divider. An echo canceller for canceling an echo signal contained in each band signal obtained by the first band divider based on the signal and each band signal of the same band obtained by the second band divider; An attenuator for attenuating each band signal in which the echo signal is canceled by the echo canceller, and a band combiner for combining the band signals attenuated by the attenuator to create a transmission-side output signal in which the echo signal is canceled A short-time power calculator for calculating the short-time power of each band signal obtained by the first band divider, and each band from the short-time power of each band signal obtained by the short-time power calculator Signal No. estimates the noise ratio, and a based on the estimated signal-to-noise ratio attenuation controller to control the attenuation amount of the attenuator.

作 用 本発明は上記した構成によって、減衰量制御器が第1の
帯域分割器により得られた各帯域信号の短時間パワーか
ら前記各帯域信号の信号対雑音比を推定し、推定された
信号対雑音比に基いて減衰器の減衰量を制御することに
よって周囲騒音レベルに適応した反響信号消去量を与
え、さらに前記減衰量制御器が前記各帯域信号の短時間
パワーからハウリングの生じている周波数を推定し、推
定された帯域の減衰器の減衰量を増加させるように制御
することによってハウリングが生じた場合はただちにハ
ウリングを抑圧することができ、環境の変動に対するハ
ウリングマージンを向上させることができる。
Operation According to the present invention, the attenuation controller estimates the signal-to-noise ratio of each band signal from the short-time power of each band signal obtained by the first band divider, and the estimated signal By controlling the attenuation amount of the attenuator based on the noise-to-noise ratio, an echo signal cancellation amount adapted to the ambient noise level is given, and further, the attenuation amount controller causes howling from the short-time power of each band signal. If howling occurs by controlling the frequency and controlling the attenuation of the attenuator in the estimated band, howling can be suppressed immediately and the howling margin against environmental changes can be improved. it can.

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第1図は本発明の一実施例における反響信号消
去装置のブロック図を示すものである。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an echo signal canceller according to an embodiment of the present invention.

第1図において、28は受信側入力信号端子、29は受信側
出力信号端子、30は送信側入力信号端子、31は送信側出
力信号端子、32は送信側入力信号を複数(n個)の周波
数帯域に分割する第1の帯域分割器、33は受信側入力信
号を第1の帯域分割器32と同特性のn個の周波数帯域に
分割する第2の帯域分割器、341〜34nは第1の帯域分割
器32により得られた各帯域信号と第2の帯域分割器33に
より得られた同一帯域の各帯域信号とに基いて第1の帯
域分割器32により得られた各帯域信号に含まれる反響信
号を消去するエコーキャンセラ、351〜35nは前記各エコ
ーキャンセラにより反響信号を消去された各帯域信号を
減衰させる減衰器、36は前記各減衰器により減衰させら
れた各帯域信号を合成して反響信号を消去した送信側出
力信号を作成する帯域合成器、371〜37nは第1の帯域分
割器32により得られた各帯域信号の短時間パワーを算出
する短時間パワー算出器、38は前記各時間パワー算出器
により求められた各帯域信号の短時間パワーに基いて前
記各減衰器の減衰量を制御する減衰量制御器である。
In FIG. 1, 28 is a reception side input signal terminal, 29 is a reception side output signal terminal, 30 is a transmission side input signal terminal, 31 is a transmission side output signal terminal, and 32 is a plurality of transmission side input signals (n). A first band divider for dividing the frequency band into 33, a second band divider 33 for dividing the input signal on the receiving side into n frequency bands having the same characteristics as the first band divider 32, and 341 to 34n are second band dividers. Based on each band signal obtained by the first band divider 32 and each band signal of the same band obtained by the second band divider 33, each band signal obtained by the first band divider 32 Echo cancellers for canceling the echo signals contained therein, 351-35n are attenuators for attenuating the band signals whose echo signals have been canceled by the echo cancellers, and 36 are the band signals attenuated by the attenuators. , A band combiner that creates a transmitter output signal with the echo signal removed, Reference numerals 371 to 37n are short-time power calculators for calculating the short-time power of each band signal obtained by the first band divider 32, and 38 is a short-time power of each band signal obtained by each time power calculator. Is an attenuation amount controller that controls the attenuation amount of each of the attenuators.

以上のように構成された反響信号消去装置について、以
下その動作を説明する。
The operation of the echo signal canceller configured as described above will be described below.

まず送信側入力信号、受信側入力信号をそれぞれ第1の
帯域分割器32、第2の帯域分割器33をもちいて、第2図
に示すようにn個の周波数帯域に分割し帯域信号を得
る。第2図において、CH1からCHnは周波数分割されたn
個の帯域信号を表わす。
First, the input signal on the transmitting side and the input signal on the receiving side are respectively divided into n frequency bands as shown in FIG. 2 by using the first band divider 32 and the second band divider 33 to obtain band signals. . In FIG. 2, CH1 to CHn are frequency-divided n
Represents a band signal.

第3図に前記第1及び第2の帯域分割器の内部構成図を
示す。第3図において、39は入力信号端子、40は低域通
過フィルタ、41はアナログディジタル変換器(以下A/D
コンバータと呼ぶ)、421〜42nは帯域通過フィルタ、43
1〜43nは低域変換器、441〜44nは帯域信号出力端子であ
る。第3図をもちいて帯域分割器の内部動作について説
明する。
FIG. 3 shows an internal configuration diagram of the first and second band dividers. In FIG. 3, 39 is an input signal terminal, 40 is a low-pass filter, 41 is an analog-digital converter (hereinafter referred to as A / D).
421 to 42n are band pass filters, 43
1 to 43n are low frequency converters, and 441 to 44n are band signal output terminals. The internal operation of the band divider will be described with reference to FIG.

帯域分割器の入力信号は低域通過フィルタ40により低域
周波数に帯域制限された後A/Dコンバータ41によってデ
ィジタル信号に変換される。次にディジタル信号に変換
された入力信号を第2図に示すような特性のn個の帯域
通過フィルタ421〜42nを通過させることによって周波数
帯域分割を行ない、次の低域変換器431〜43nで低域周波
数に変換した後ダウンサンプルを行なうことによってn
個の帯域信号(正確には低減に変換された帯域信号)を
得る。
An input signal of the band divider is band-limited to a low frequency by a low pass filter 40 and then converted into a digital signal by an A / D converter 41. Next, the input signal converted into a digital signal is passed through n band pass filters 421 to 42n having the characteristics shown in FIG. 2 to perform frequency band division, and the next low pass converters 431 to 43n. By converting to a low frequency and then down-sampling, n
, Band signals (to be precise, band signals converted to reduction) are obtained.

次にエコーキャンセラ341〜34nでは、以上のようにして
求めれた第1の帯域分割器32の各帯域信号と第2の帯域
分割器33の同一帯域の各帯域信号とに基いて第1の帯域
分割器32の各帯域信号に含まれる反響信号の推定を行な
い、第1の帯域分割器32の各帯域信号から前記反響信号
の各推定帯域信号を差し引くことにより反響信号を消去
した各帯域信号を得る。エコーキャンセラの内部動作に
ついては、従来の技術で述べたものと同一である。
Next, in the echo cancellers 341 to 34n, the first band based on each band signal of the first band divider 32 and each band signal of the same band of the second band divider 33 obtained as described above. The echo signals included in the band signals of the divider 32 are estimated, and the band signals in which the echo signals are canceled by subtracting the estimated band signals of the echo signals from the band signals of the first band divider 32 are obtained. obtain. The internal operation of the echo canceller is the same as that described in the related art.

次に減衰器351〜35nでは、それぞれエコーキャンセラ34
1〜34nにより反響信号を消去された各帯域信号を減衰量
制御器38で指定された量だけ減衰させる。
Next, in the attenuators 351-35n, the echo canceller 34
Each band signal from which the echo signal has been canceled by 1 to 34n is attenuated by the amount specified by the attenuation amount controller 38.

帯域合成器36では、減衰器351〜35nにより減衰させられ
た各帯域信号を合成して反響信号を消去された送信側出
力信号を作成する。
The band combiner 36 combines the band signals attenuated by the attenuators 351-35n to create a transmission-side output signal from which echo signals have been eliminated.

第4図に帯域合成器36の内部構成図を示す。第4図にお
いて、451〜45nは帯域信号入力端子、461〜46nは高域変
換器、471〜47nは帯域分割器の帯域通過フィルタと同一
特性の帯域通過フィルタ、48は加算器、49はディジタル
アナログ変換器(以下D/Aコンバータと呼ぶ)、50は低
域通過フィルタ、31は送信側出力信号端子である。第4
図をもちいて帯域合成器の内部動作について説明する。
FIG. 4 shows an internal configuration diagram of the band synthesizer 36. In FIG. 4, 451 to 45n are band signal input terminals, 461 to 46n are high frequency converters, 471 to 47n are band pass filters having the same characteristics as the band pass filter of the band divider, 48 is an adder, and 49 is a digital signal. An analog converter (hereinafter referred to as a D / A converter), 50 is a low-pass filter, and 31 is a transmission side output signal terminal. Fourth
The internal operation of the band synthesizer will be described with reference to the drawings.

まず、帯域合成器36に入力された各帯域信号は、高域変
換器461〜46nでアップサンプルされた後高域周波数に変
換され、次の帯域通過フィルタ471〜47nで必要な帯域信
号成分を抽出した後、加算器48で前記帯域信号を加算す
ることによって、送信側出力信号が合成される。D/Aコ
ンバータ49では以上のようにして合成されたディジタル
信号の送信側出力信号をアナログ信号に変換し、低域通
過フィルタ50で不要な高域信号成分を除去した後、送信
側出力信号端子31に出力する。
First, each band signal input to the band synthesizer 36 is upsampled by the high band converters 461 to 46n and then converted to a high band frequency, and the band signal components required by the next band pass filters 471 to 47n are converted. After the extraction, the adder 48 adds the band signals to combine the output signals on the transmission side. The D / A converter 49 converts the output signal on the transmission side of the digital signal synthesized as described above into an analog signal, removes unnecessary high-frequency signal components with the low-pass filter 50, and then outputs the output signal terminal on the transmission side. Output to 31.

一方、短時間パワー算出器371〜37nでは、第1の帯域分
割器32により得られた時刻jにおける帯域信号xjの短時
間パワーpjを第(5)式にしたがって算出する。
On the other hand, the short-time power calculators 371 to 37n calculate the short-time power p j of the band signal x j at the time j obtained by the first band divider 32 according to the equation (5).

ただし、Mは短時間パワーを算出する区間のサンプル数
である。
However, M is the number of samples in the section where the short-time power is calculated.

減衰量制御器38では、以上のようにして求められた各帯
域信号の短時間パワーに基いて減衰器351〜35nの減衰量
の制御を行なう。
The attenuation amount controller 38 controls the attenuation amounts of the attenuators 351-35n based on the short-time power of each band signal obtained as described above.

以下減衰量制御器38の動作、すなわち、各帯域信号の短
時間パワーから減衰器351〜35nを制御する具体的な方法
について述べる。
The operation of the attenuation controller 38, that is, a specific method of controlling the attenuators 351 to 35n from the short-time power of each band signal will be described below.

各帯域信号の短時間パワーから減衰器351〜35nを制御す
る第1の方法は、各帯域信号の短時間パワーから前記帯
域信号の信号対雑音比を推定し、推定された信号対雑音
比に基いて、信号対雑音比の低い帯域信号に対しては信
号対雑音比が高い帯域信号と比較してより大きな減衰量
を与えるように減衰器351〜35nを制御することである。
The first method of controlling the attenuators 351 to 35n from the short-time power of each band signal is to estimate the signal-to-noise ratio of the band signal from the short-time power of each band signal, and calculate the estimated signal-to-noise ratio. Based on this, the attenuators 351 to 35n are controlled so that a band signal having a low signal-to-noise ratio is given a greater amount of attenuation than a band signal having a high signal-to-noise ratio.

雑音の重畳した帯域信号の短時間パワーから信号対雑音
比を推定する一方法について第5図を参照しながら説明
する。第5図において、同図(a)は雑音の短時間パワ
ーレベル、同図(b)は音声の短時間パワーレベル、同
図(c)は音声+雑音の短時間パワーレベル、それぞれ
の帯域信号の時間的変化の一例を示す図である。
A method for estimating the signal-to-noise ratio from the short-time power of a band signal on which noise is superimposed will be described with reference to FIG. In FIG. 5, (a) is a short-time power level of noise, (b) is a short-time power level of voice, (c) is a short-time power level of voice + noise, and each band signal. It is a figure which shows an example of the time change of.

第5図(b)に示すように音声には必らず無音区間が存
在するので、第5図(a)に示すように雑音のレベルが
定常的な場合、第5図(c)に示すような雑音の重畳し
た音声信号の一定の時間(たとえば0.5秒から2秒)の
短時間パワーレベルの内最も小さいものから順に一定の
個数とったものの平均値を雑音の短時間パワーレベルの
推定値とすれば、雑音の重畳した信号の短時間パワ
ーレベルPS+Nより信号成分の短時間パワーレベルの推定
は第(6)式で与えられる。 =PS+N ……………(6) 以上のようにして各帯域信号の短時間パワーから前記各
帯域信号の信号対雑音比を推定し、信号対雑音比が低く
エコーキャンセラの反響信号消去量が小さい帯域信号に
対しては大きな減衰を与えることにより、全体として、
周波数に対してほぼ一様な反響信号消去量を得ることが
でき、ハウリングマージンを改善することができる。
As shown in FIG. 5 (b), since there is always a silent section in the voice, when the noise level is steady as shown in FIG. 5 (a), it is shown in FIG. 5 (c). The estimated value of the short-time power level of noise is the average value of a fixed number of the short-time power levels of a voice signal with noise superimposed over a fixed time (for example, 0.5 seconds to 2 seconds). If N , the estimated value S of the short-time power level of the signal component is given by the equation (6) from the short-time power level P S + N of the signal on which noise is superimposed. S = P S + N −N (6) As described above, the signal-to-noise ratio of each band signal is estimated from the short-term power of each band signal, and the echo canceller has a low signal-to-noise ratio. By giving a large attenuation to the band signal with a small amount of echo signal cancellation,
It is possible to obtain an echo signal cancellation amount that is substantially uniform with respect to the frequency, and improve the howling margin.

各帯域信号の短時間パワーから減衰器351〜35nを制御す
る第2の方法は、各帯域信号の短時間パワーからハウリ
ングの生じている周波数帯域を推定し、推定された減衰
器の減衰量を増加させるように制御することであり、前
記の方法と併用して用いる。
The second method of controlling the attenuators 351 to 35n from the short-time power of each band signal is to estimate the frequency band in which howling is occurring from the short-time power of each band signal, and to estimate the attenuation amount of the estimated attenuator. It is controlled so as to increase, and is used in combination with the above method.

ハウリングの生じている周波数帯域を推定する一方法に
ついて第6図を参照しながら説明する。第6図において
横軸は周波数を縦軸は短時間パワーレベルを表わす。ハ
ウリングが発生した場合、各帯域信号の短時間パワーレ
ベルは第6図に示すようにハウリングの発生した周波数
帯域において大きなピークを生ずる。したがって一つの
帯域の短時間パワーレベルとその隣接する帯域の短時間
パワーレベルとの比較を順次行ない、その差がある閾値
を越えた場合、その帯域においてハウリングが発生して
いると推定することができる。
A method for estimating the frequency band in which howling is occurring will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents short-time power level. When howling occurs, the short-time power level of each band signal has a large peak in the frequency band in which howling occurs, as shown in FIG. Therefore, by comparing the short-time power level of one band with the short-time power level of its adjacent band in order, and if the difference exceeds a certain threshold, it can be estimated that howling is occurring in that band. it can.

以上のように各帯域信号の短時間パワーからハウリング
の生じている周波数帯域を推定し、推定された帯域の減
衰器の減衰量を増加させることにより、ハウジングを生
じさせている帯域信号のゲインを減少させ、ハウリング
をただちに抑圧することができる。
As described above, the frequency band in which howling is generated is estimated from the short-time power of each band signal, and the gain of the band signal that causes the housing is increased by increasing the attenuation amount of the attenuator in the estimated band. It can be reduced and howling can be immediately suppressed.

なお、上記実施例では短時間パワーを算出する時の窓と
して矩形窓をもちいたが、他の窓をもちいてもよいし、
またフィルタをもちいて時間に関して積分することによ
り短時間パワーを求めてもよい。
In the above embodiment, the rectangular window is used as the window for calculating the short-time power, but other windows may be used,
Alternatively, the short-time power may be obtained by using a filter and integrating with respect to time.

発明の効果 以上のように本発明は、帯域分割型のエコーキャンセラ
の各エコーキャンセラの帯域出力信号に減衰器を挿入
し、送信側入力信号の各帯域信号の短時間パワーを算出
する短時間パワー算出器と前記各帯域信号の短時間パワ
ーから前記各帯域信号の信号対雑音比を推定し、推定さ
れた信号対雑音比に基いて前記減衰器の減衰量を制御す
る、さらにはハウジングの生じている周波数帯域を推定
し、指定された帯域の減衰器を減衰量を増加させるよう
に制御する減衰量制御器とを設けることにより、周囲騒
音レベルの周波数特性に適応した十分な反響信号消去量
を与え、さらにハウジングの生じた場合にはただちにハ
ウリングを抑圧することができ、環境の変動に対するハ
ウリングマージンを向上させることできる。したがっ
て、使用法,使用環境に対する制約を大幅に緩和するこ
とができ、その実用的効果は大なるものがある。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention inserts an attenuator into the band output signal of each echo canceller of a band division type echo canceller, and calculates the short time power of each band signal of the input signal on the transmission side. The signal-to-noise ratio of each band signal is estimated from the calculator and the short-time power of each band signal, and the attenuation amount of the attenuator is controlled based on the estimated signal-to-noise ratio. By estimating the frequency band that is present and providing an attenuator that controls the attenuator in the specified band to increase the amount of attenuation, a sufficient echo signal cancellation amount adapted to the frequency characteristics of the ambient noise level can be obtained. In addition, howling can be suppressed immediately when a housing is generated, and the howling margin with respect to environmental changes can be improved. Therefore, the restrictions on the usage method and usage environment can be remarkably alleviated, and the practical effects thereof are great.

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

第1図は本発明の一実施例における反響信号消去装置の
ブロック図、第2図は同帯域分割器の周波数特性図、第
3図は同帯域分割器のブロック図、第4図は同帯域合成
器のブロック図、第5図は雑音,音声、そして音声+雑
音の帯域信号の短時間パワーレベルの時間的変化の一例
を示す特性図、第6図はハウリングが生じた時の各帯域
信号の短時間パワーレベルを示す特性図、第7図は反響
信号消去装置をもちいた通信会議システムを示す構成
図、第8図は従来の反響信号消去装置のブロック図、第
9図はエコーキャンセラのブロック図、第10図は室内の
周囲騒音レベル特性とその部屋で従来の反響信号消去装
置をもちいた時の反響信号レベルの特性とを示す図であ
る。 28……受信側入力信号端子、29……受信側出力信号端
子、30……送信側入力信号端子、31……送信側出力信号
端子、32……第1の帯域分割器、33……第2の帯域分割
器、341〜34n……エコーキャンセラ、351〜35n……減衰
器、36……帯域合成器、371〜37n……短時間パワー算出
器、38……減衰量制御器。
FIG. 1 is a block diagram of an echo signal canceller in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of the same band divider, FIG. 3 is a block diagram of the same band divider, and FIG. FIG. 5 is a block diagram of a synthesizer, FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of temporal changes in short-time power level of noise, voice, and voice + noise band signals, and FIG. 6 is each band signal when howling occurs. FIG. 7 is a characteristic diagram showing a short-time power level of the device, FIG. 7 is a block diagram showing a communication conference system using an echo signal canceller, FIG. 8 is a block diagram of a conventional echo signal canceller, and FIG. 9 is an echo canceller. A block diagram and FIG. 10 are diagrams showing ambient noise level characteristics in a room and echo signal level characteristics when a conventional echo signal canceller is used in the room. 28 …… Reception side input signal terminal, 29 …… Reception side output signal terminal, 30 …… Transmission side input signal terminal, 31 …… Transmission side output signal terminal, 32 …… First band divider, 33 …… Second 2 band divider, 341-34n ... Echo canceller, 351-35n ... Attenuator, 36 ... Band combiner, 371-37n ... Short-time power calculator, 38 ... Attenuation controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】送信側入力信号を複数の周波数帯域に分割
する第1の帯域分割器と、受信側入力信号を前記第1の
帯域分割器と同特性の複数の周波数帯域に分割する第2
の帯域分割器と、前記第1の帯域分割器により得られた
各帯域信号と前記第2の帯域分割器により得られた同一
帯域の各帯域信号とに基いて前記第1の帯域分割器によ
り得られた各帯域信号に含まれる反響信号を消去するエ
コーキャンセラと、前記エコーキャンセラにより反響信
号を消去された各帯域信号を減衰させる減衰器と、前記
減衰器により減衰させられた各帯域信号を合成して反響
信号を消去した送信側出力信号を作成する帯域合成器
と、前記第1の帯域分割器により得られた各帯域信号の
短時間パワーを算出する短時間パワー算出器と、前記短
時間パワー算出器により求められた各帯域信号の短時間
パワーから前記各帯域信号の信号対雑音比を推定し、推
定された信号対雑音比に基いて前記減衰器の減衰量を制
御する減衰量制御器とから構成されていることを特徴と
する反響信号消去装置。
1. A first band divider for dividing a transmission side input signal into a plurality of frequency bands, and a second band divider for dividing a reception side input signal into a plurality of frequency bands having the same characteristics as the first band divider.
The band divider, and the first band divider based on the respective band signals obtained by the first band divider and the respective band signals of the same band obtained by the second band divider. The echo canceller for canceling the echo signal contained in each obtained band signal, the attenuator for attenuating each band signal whose echo signal is canceled by the echo canceller, and each band signal attenuated by the attenuator A band combiner that creates a transmission-side output signal that is synthesized to eliminate echo signals, a short-time power calculator that calculates the short-time power of each band signal obtained by the first band divider, and the short-circuit calculator. An attenuation amount that estimates the signal-to-noise ratio of each band signal from the short-time power of each band signal obtained by the time power calculator, and controls the attenuation amount of the attenuator based on the estimated signal-to-noise ratio Controller To be composed of echo signal canceller according to claim.
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