JPS63234732A

JPS63234732A - 音響エコ−キヤンセラ

Info

Publication number: JPS63234732A
Application number: JP6802787A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Igai; 和則猪飼; Yoshio Sato; 佐藤　好男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1988-09-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子会議システムに使用し、ハウリシグを抑
圧するための音響エコーキャンセラに関するものである
。

（従来の技術）従来の音響エコーキャンセラを第２図により説明する。

第２図は従来の音響エコーキャンセラの概略ブロック図
で、同図において、２１は受信入力端、２２はＤ／Ａ変
換器、２３はスピーカ、２４はマイクロホン、２５はＡ
、　／　Ｄ変換器、２６は送信出力端、２７は受信入力
列用レジスタ、２８は推定インパルス応答用レジスタ１
．２９は積和演算器、３０は減算器。

３１は受信入力列用レジスタ、３２は推定インパルス応
答用レジスタ、３３は積和演算器、３４は減算器、３５
は補正係数用レジスタ、３６は補正値用レジスタ。

３７は加算器、３８はダブルトーク検出器、ＦＥＣは固
定係数形エコーキャンセラ、ＡＥＣは適応形エコーキャ
ンセラである。

受信入力端２１には遠端の会議室からの音声ディジタル
信号が入力され、Ｄ／Ａ変換器２２は受信入力端２１か
らの信号をアナログ信号に変換し、スピーカ２３に出力
する。ここで、スピーカ２３は受信入力端２１で受信さ
れた信号を音として放射するものであるが、その一部は
音響結合のためにマイクロホン２４に回り込む。Ａ／Ｄ
変換器２５は、マイクロホン２４に入力された音声信号
をディジタル信号に変換し、遠端の会議室に送信するが
、マイクロホン２４とスピーカ２３との間の音響結合が
強いと、ハウリングを発生する。

一方、受信入力列用レジスタ２７は、受信入力端２１か
らの受信入力信号列を一時的に保存するためのレジスタ
で、受信入力端２１．　Ｄ／Ａ変換器２２及び積和演算
器２９に接続されている。推定インパルス応答用レジス
タ２８は、マイクロホン２４とスピーカ２３との間の音
響結合のインパルス応答を予め測定し記憶しておくレジ
スタで、積和演算器２９に接続されている。積和演算器
２９は、受信入力列用レジスタ２７．推定インパルス応
答用レジスタ２８及び減算器３０に接続されており、減
算器３０は、　Ａ／Ｄ変換器２５の出力から積和演算器
２９の演算結果を引いて、減算器３４に出力する。なお
、受信入力列用レジスタ２７．推定インパルス応答用レ
ジスタ２８゜積和演算器２９．減算器３０からなるブロ
ックは、固定係数形エコーキャンセラであり、以下、Ｆ
ＥＣ（Ｆｉｘｅｄ　Ｅｃｈｏ　Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）と
呼ぶことにする。

また、受信入力列用レジスタ３１は、受信入力端２１か
らの受信入力列を保存するためのレジスタで。

積和演算器３３．補正値用レジスタ３６に接続され、推
定インパルス応答用レジスタ３２は、マイクロホン２４
とスピーカ２３との間の音響結合と、ＦＥＣが並列接続
された系の推定インパルス応答を保存するレジスタで、
積和演算器３３．加算器３７に接続されている。積和演
算器３３は、受信入力列用レジスタ３１．推定インパル
ス応答用レジスタ３２．減算器３４及び加算器３７に接
続されている。減算器３４は、減算器３０の出力から積
和演算器３３の出力を引いて、送信出力端２６に出力す
る。なお、送信出力端２６は、遠端の会議室に音声ディ
ジタル信号を送信する。

補正係数用レジスタ３５は、補正ゲインを記憶するレジ
スタで、補正値用レジスタ３６に接続されている。補正
値用レジスタ３６は、推定インパルス応答用レジスタ３
２の推定インパルス応答を補正するための補正値を記憶
しているレジスタで、送信出り端２６．受信入力列用レ
ジスタ３１．減算器３４．補正係数用レジスタ３５．加
算器３７及びダブルトーク検出器３８に接続されている
。加算器３７は、推定インパルス応答用レジスタ３２の
推定インパルス応答と補正値用レジスタ３６に記憶され
ている推定インパルス応答の補正値を加え、推定インパ
ルス応答用レジスタ３２に出力する。ダブルトーク検出
器３８は。

減算器３０の出力と減算器３４の出力のパワー比、即ち
打消量を逐次計算し、打消量の減少を検出した場合には
、補正値用レジスタ３６の補正値をクリアする。なお、
受信入力列用レジスタ３１．推定インパルス応答用レジ
スタ３２．積和演算器３３．減算器３４、補正係数用レ
ジスタ３５．補正値用レジスタ３６゜加算器３７及びダ
ブルトーク検出器３８からなるブロックは、適応形エコ
ーキャンセラであり、以下、Ａ　Ｅ　Ｃ（Ａｄａｐｔｉ
ｖｅ　Ｅｃｈｏ　Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）と呼ぶことにす
る。

次に、動作について説明する。受信入力端２１に入力さ
れた信号は、Ｄ／Ａ変換器２２とスピーカ２３を経て音
として放射され、一部がマイクロホン２４に回り込み、
Ａ／Ｄ変換器２５及び減算器３０．減算器３４を経て送
信出力端２６に出力される。ここで。

マイクロホン２４とスピーカ２３との間の音響結合が強
い場合には、スピーカ２３から放射された音は殆どすべ
てエコーとなってマイクロホン２４に折返されて入力さ
れるので、遠端会議室との間にループを生じ、ハウリン
グを発生する。ＦＥＣはこの音響結合を弱めるためのも
ので、推定インパルス応答用レジスタ２８に予め測定し
て記憶しておいた音響結合のインパルス応答列ＨＢと、
受信入力列用レジスタ２７に一時的に保存しておいた受
信入力信帯列Ｘｔｊとの積和演算器２９によるたたみ込
み演算から第１の擬似エコーを発生し、これをエコーか
ら減算器３０において差引き、第１の残留エコーｅ０を
発生する。ＡＥＣは推定インパルス応答用レジスタ３２
に音響結合とＦＥＣの並列接続からなる系の推定インパ
ルス応答列Ｈ，を保存し、これと受信入力列用レジスタ
３１に保存しておいた受信入力列Ｘ、との積和演算器３
４によるたたみ込み演算から第２の擬似エコーを発生し
、これを第１の残留エコーｅｚ＝から減算器３４で差引
き、第２の残留エコーｅｊを発生する。さらに、ＡＥＣ
はこの第２の残留エコーｅＪの２乗値を最小とするよう
に逐次推定インパルス応答列Ｈｊを補正するので、音響
結合のインパルス応答が変化する場合にも追随して、適
応的にエコーを消去できる。この計算は、以下のように
なる。

ｅＪ”’１ｆＪ−ΣＸｊ−ｉ”ｈ１′”　　　　　　　
　　　（１）１＋０ここで、ＸＪは時刻ｊにおける受信入力端２１からの入
力信号、ｅＪは時刻ｊにおける第２の残留エコー、ｅｌ
Ｊは時刻ｊにおける第１の残留エコーである。また、ｈ
、＋３１は時刻ｊにおける推定インパルス応答Ｈ，の第
ｉサンプル目の値であり、αは補正係数、ＮはＡＥＣの
タップ数である。

第（１）式、第（２）式の反復計算により、ＡＥＣの推
定インパルス応答ＨＪ　＝　（ｈ　ｏ　”　’・・・ｈ
Ｎ−□′ｊ））が真の値に収束し、第２の残留エコーｅ
、が零になることは保証されているが、その収束速度は
ほぼ補正係数αに比例し、タップ数Ｎに反比例する。

本来エコー抑圧はＡＥＣのみで行うのが望ましいが、音
響結合の場合必要とされるＮは数千タップになることが
多いため、ＡＥＣの収束に要する時間は長くなり、始動
時にはハウリングを十分に抑圧できない。このため、Ｆ
ＥＣを用いてエコーを一度抑圧することにより、収束速
度の改善を図っている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来例の音響エコーキャンセラでは
、ＦＥＣとＡＥＣを用いるため、ハードウェアが大規模
になるという問題があった。さらに、実際の音響結合の
インパルス応答は、気温の変化２人の動きによって大き
く変化するので、ＦＥＣは必ずしも収束速度を改善しな
いだけでなく、むしろ雑音を付加して収束速度を劣化さ
せる可能性もあった１本発明は、収束過程において打消
量の増加に伴い、補正係数αとタップ数Ｎを可変とする
ことにより、ＡＥＣの収束速度を改善し、ＡＥＣのみで
ハウリングを抑圧できる優れたハウリングキャンセラを
提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するために、スピーカとマ
イクロホンとの音響結合の推定インパルス応答と遠端か
らの受信入力列とのたたみ込み演算により擬似エコーを
発生し、前記マイクロホンに入力したエコーより前記擬
似エコーを差引くことにより残留エコーを出力する機能
と、前記残留エコーの出力を最小にするように前記推定
インパルス応答を逐次補正する機能と、前記エコーと前
記残留エコーとの出力比である打消量を逐次計算し、前
記打消量の減少を検出することにより前記推定インパル
ス応答の補正を禁止する機能とを具えた音響エコーキャ
ンセラにおいて、前記打消量に基づき、タップ数と前記
推定インパルス応答を補正する補正係数とを切換えるこ
とにより、収束の進行に応じて前記収束の時間と推定精
度を選択可能にし、始動時及び音響結合変化時には、前
記タップ数を小さく前記補正係数を大きくして前記推定
精度を粗く前記収束時間を早め、前記打消量が増加する
に従い、前記タップ数を大きく前記補正係数を小さくし
て前記推定精度を向上させることにより、短時間で高精
度のエコー消去を可能にするものである。

（作　用）本発明は、上記構成により、始動時は補正係数αを大き
く、タップ数Ｎを小さくして動作するので、推定精度は
粗いが収束速度は最も早い。次に、推定が進んで打消量
の増加に従ってＮを大きくするので、収束速度は減少し
て行くが、全タップにわたって粗い精度で推定インパル
ス応答を得る。

さらにαを減少させて行くと、さらに収束速度は減少し
て行くが、推定精度は向上する。このように、打消量に
着目してタップ数Ｎと補正係数αを変化させることによ
り、収束時間を短縮できるため、ＡＥＣのみで音響結合
のエコーを抑圧することができる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略ブロック図で、同図に
おいて、■は受信入力端で、Ｄ／Ａ変換器２と受信入力
列用レジスタ７に接続されている。

Ｄ／Ａ変換器２は、スピーカ３に接続されている。

４はマイクロホンで、Ａ／Ｄ変換器５に接続されている
。Ａ／Ｄ変換器５は、減算器１０．ダブルトーク検出器
１３に接続されている。Ｇは送信出力端で、減算器１０
．補正値用レジスタ１１．ダブルトーク検出器１３に接
続されている。受信入力列用レジスタ７は、積和演算器
９．補正値用レジスタ１１に接続されている。８は推定
インパルス応答用レジスタで、積和演算器９と加算器１
２に接続されている。積和演算器９は、受信入力列用レ
ジスタ７゜推定インパルス応答用レジスタ８．減算器１
０．ダブルトーク検出器１３に接続されている。減算器
１０は、Ａ／Ｄ変換器５．送信出力端６．積和演算器９
、ダブルトーク検出器１３に接続されている。補正値用
レジスタ１１は、受信入力列用レジスタ７゜送信出力端
６．加算器１２．減算器１０．ダブルトーク検出器１３
に接続されている。加算器１２は、推定インパルス応答
用レジスタ８．補正値用レジスタ１１、積和演算器９．
ダブルトーク検出器１３に接続されている。ダブルトー
ク検出器１３は、Ａ／Ｄ変換器５．積和演算器９．減算
器１０．補正値用レジスタ１１．加算器１２に接続され
ている。

次に、動作について説明する。受信入力端１に入力され
た信号は、Ｄ／Ａ変換器２とスピーカ３を経て音として
放射され、一部がエコーとしてマイクロホン４に回り込
み、Ａ／Ｄ変換器５を経て減算器ＩＯに入力される。一
方、受信入力は受信入力列用レジスタ７にも入力され、
これに保存していた受信入力列と推定インパルス応答用
レジスタ８に記憶しておいたインパルス応答列とを、積
和演算器９を用いてＮタップのたたみ込み演算を行い、
擬似エコーを発生させる。減算器１０はエコーからこの
擬似エコーを差引くことにより残留エコーを発生させ、
送信出力端６に出力する。さらに、補正値用レジスタ１
１では、残留エコーの２乗値を最小とするように補正値
が計算され、これにより加算器１２でＮタップ分の推定
インパルス応答用レジスタ８が補正される。但し、ダブ
ルトーク検出器１３がエコーと残留エコーのパワー比、
すなわち打消量を逐次計算し、これの減少を検出した場
合は、推定精度が劣化するので、補正値用レジスタ１１
の補正値はクリアされる。また、ダブルトーク検出器１
３は打消量の減少を検出するために、１２８サンプル間
隔に打消量を記憶し、検出のための閾値としている。そ
こで、始動時には収束の最も速い条件として、タップ数
をＮ／２．補正係数α＝１を積和演算器９及び加算器８
に出力し、ダブルトーク検出のための閾値が６ｄＢ以下
になったら、タップ数をＮにする。さらに、閾値が１０
ｄＢ以下になったら、α＝０．５とする。なお、Ｎとα
の変更間隔は最大で０．６Ｎサンプルで、それ以上の時
間打消量が減少しない場合は、強制的にＮ又はαを更新
する。

このように上記実施例によれば、音響エコーキャンセラ
の打消量に着目してタップ数と補正係数αを選択するの
で、収束の進行に応じて適当な収束速度と推定精度を得
ることができる。また、上記実施例によれば、タップ数
Ｎ及び補正係数αの切換に用いる打消量は、ダブルトー
ク検出に用いる閾値でもあるので、演算量を大きく増加
させることなく容易に実現できる。さらに、切換最大間
隔を０．６Ｎサンプルとして制限しているので、外部条
件からの制約で推定が進行しない場合にも、推定精度の
高い設定に必ず到達することができる。

（発明の効果）本発明によれば、ダブルトーク検出を行うために計算さ
れる打消量に着目してタップ数Ｎと補正係数αを切換え
、少ない演算量で収束の進行状況に応じた収束速度と推
定精度を選択するようにしたものであり、タップ数の大
きな音響エコーキャンセラにおいて、短い時間で高い精
度でエコーを消去することができるという効果を有する
。そして、更にエコー消去のために要する収束時間が短
いのでＦＥＣの必要はなくなり、ハードウェア量を減少
できる上に、音響結合のインパルス応答の変化に完全に
適応してエコーを消去することができるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一雄側における音響エコーキャンセラ
の概略ブロック図、第２図は従来の音響キャンセラの概
略ブロック図である。１・・・受信入力端、　２・・・Ｄ／Ａ変換器。３・・・スピーカ、　　４・・・マイクロホン、　　５
・・・Ａ／Ｄ変換器、　６・・・送信出力端、　７・・
・受信入力列用レジスタ、　８・・・推定インパルス応
答用レジスタ、　９・・・積和演算器、１０・・・減算
器、　１１・・・補正値用レジスタ、１２・・・加算器
、　１３・・・ダブルトーク検出器、α・・・補正係数
、　Ｎ・・・タップ数。特許出願人　松下電器産業株式会社第１因１−　？格入力ｊ％　　　　　　　　２　・Ｄ／Ａ　変
１骨易３・・スピーｐ　　　　　　　　４・７４７０ホ
ン５・・ノコＬメー０メ鴨］メｆｆ１１５　　　　　　
　　　６　・・送イ；竿ｉエカ連−テ）７　受イ３人力
ダ１］旧レジスタ　　　８　　相定４シパルス友・さ刑
しジスク９　　墳釉涜）ｌ！）　　　　　　　　　ＩＣ
Ｉ・　≧ｌＸ　ｗ嘉１１・・・舖しＬ値用しジスク　　
　　　　＋２−６’　１Ａ１３　　　り゛フ゛むトーク
梗ぶ２シａ−埼ヱ係＆　　　　　　Ｎ　　タツ７゛敷第２図

Claims

【特許請求の範囲】

スピーカとマイクロホンとの音響結合の推定インパルス
応答と遠端からの受信入力列とのたたみ込み演算により
擬似エコーを発生し、前記マイクロホンに入力したエコ
ーより前記擬似エコーを差引くことにより残留エコーを
出力する機能と、前記残留エコーの出力を最小にするよ
うに前記推定インパルス応答を逐次補正する機能と、前
記エコーと前記残留エコーとの出力比である打消量を逐
次計算し、前記打消量の減少を検出することにより前記
推定インパルス応答の補正を禁止する機能とを具えた音
響エコーキャンセラにおいて、前記打消量に基づき、タ
ップ数と前記推定インパルス応答を補正する補正係数と
を切換えることにより収束の進行に応じて前記収束の時
間と推定精度を選択可能にし、始動時及び音響結合変化
時には、前記タップ数を小さく前記補正係数を大きくし
て前記推定精度を粗く前記収束時間を早め、前記打消量
が増加するに従い、前記タップ数を大きく前記補正係数
を小さくして前記推定精度を向上させることにより、短
時間で高精度のエコー消去を可能にしたことを特徴とす
る音響エコーキャンセラ。