KR100400214B1 - Echo removal unit in telephonic communication system and method for updating coefficient of adaptive filter thereby - Google Patents
Echo removal unit in telephonic communication system and method for updating coefficient of adaptive filter thereby Download PDFInfo
- Publication number
- KR100400214B1 KR100400214B1 KR1019970020729A KR19970020729A KR100400214B1 KR 100400214 B1 KR100400214 B1 KR 100400214B1 KR 1019970020729 A KR1019970020729 A KR 1019970020729A KR 19970020729 A KR19970020729 A KR 19970020729A KR 100400214 B1 KR100400214 B1 KR 100400214B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- acoustic echo
- speaker
- microphone
- noise
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/02—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for preventing acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
- H04R2499/10—General applications
- H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 스피커폰을 구비하는 전화 통신수단의 음향 반향 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잡음이 심한 환경하에서도 우수한 성능을 발휘하는 전화 통신수단의 음향 반향 제거장치 및 그에 따른 적응필터의 계수를 갱신하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic echo canceller of a telephone communication means having a speakerphone, and more particularly, to an acoustic echo canceller of a telephone communication means that exhibits excellent performance even in a noisy environment and a coefficient of an adaptive filter. It is about how to update.
전화 통신수단, 특히 휴대용 전화 통신수단을 이용하는 사용자의 통화편의를 제공하기 위한 부가장치로서, 핸드프리 휴대폰이나, 전화회의 시스템에 사용되는 스피커폰은 사용자에게 통화의 간편함을 제공하는 장점이 있지만, 스피커를 통해 출력되는 원단화자의 음성신호(상대방의 목소리)가 근단화자 쪽의 마이크로 재 입력되기 때문에 음향 반향이 발생한다. 이 음향 반향은 통화 품질을 떨어뜨리며 심한 경우에는 통화 자체를 불가능하게 하기도 한다. 따라서, 스피커폰을 보다 효율적으로 사용하기 위해서는 음향 반향을 제거하는 음향 반향 제거장치가 필수적으로 설치되어야 한다. 그런데, 통신장소의 주변환경이 노이즈가 심할 경우, 노이즈에 의한 통화품질이 저하되며, 이 노이즈에 의해 이미 설치된 음향 반향 제거장치의 동작에 이상이 초래되기도 한다. 따라서, 노이즈가 심한 통신환경에서도 스피커폰을 정상적으로 사용하기 위해서는 음향 반향제거과정 전단에서 노이즈를 제거하는 과정이 필요하다. 즉, 전화회의(Teleconference), 핸드 프리 휴대폰(Hand-free telephone) 등과 같은 통신수단에서 근단화자의 음성신호는 배경잡음 신호와, 스피커에서 발생되는 원단화자의 음향 반향신호에 의해 변형되어 근단화자의 음성신호에 부가되어 마이크에 입력된다. 따라서, 좋은 품질의 통화 서비스를 실현시키기 위해서는 원단화자의 음향 반향성분을 제거하는 과정과 배경잡음 신호등의 노이즈를 제거하는 과정이 필수적으로 이루어져야 한다.As an additional device for providing a user's call convenience using a telephone communication means, in particular, a portable telephone communication means, a hand-free mobile phone or a speakerphone used in a conference system has the advantage of providing the user with simplicity of call. Acoustic echo occurs because the far-end speaker's voice signal (the other party's voice) is re-input into the microphone near the far-end speaker. This acoustic echo degrades call quality and, in severe cases, makes the call itself impossible. Therefore, in order to use the speakerphone more efficiently, an acoustic echo canceller for removing acoustic echo must be installed. By the way, when the surrounding environment of the communication place is noisy, the call quality due to the noise is deteriorated, and the noise may cause an abnormality in the operation of the acoustic echo canceller already installed. Therefore, in order to use the speakerphone normally even in a noisy communication environment, it is necessary to remove the noise from the front of the acoustic echo cancellation process. That is, the voice signal of the near-end talker in communication means such as teleconference, hand-free telephone, etc. is transformed by the background noise signal and the acoustic echo signal of the far-end talker from the speaker, It is added to the voice signal and input to the microphone. Therefore, in order to realize a good quality call service, the process of removing the acoustic echo component of the far-end speaker and the noise of the background noise signal must be essential.
도 1에 도시된 장치는 더블토킹 검출수단(10), 라인에코제거수단(12), 음향 반향제거수단(14)을 포함한다. 도면에 도시된 x(n)는 원단화자 신호를, s(n)는 근단화자 신호를, d(n)는 마이크에 입력된 신호를 각각 나타낸다.The apparatus shown in FIG. 1 includes a double talking detecting means 10, a line echo removing means 12, and an acoustic echo canceling means 14. In the figure, x (n) represents a far-end speaker signal, s (n) represents a near-end speaker signal, and d (n) represents a signal input to a microphone.
더블토킹 검출수단(10)은 원단화자 신호(스피커단 신호)와 근단화자 신호(마이크단 신호)를 검출하여 양쪽단의 에너지를 비교한다. 비교결과, 근단화자 족이 월등히 크면 라인에코 제거수단(12)의 계수를 갱신하고, 원단화자 쪽이 월등히 크면 음향 반향 제거수단(14)의 계수를 갱신한다. 이 때, 에너지 차이가 미미할 때에는 양쪽의 제거수단(12)(14)의 계수를 갱신하지 않는다. 여기서 라인 에코는 전송라인의 특성상 변동폭이 그다지 크지 않는 반면, 음향 반향은 사람의 움직임, 스피커 및 마이크의 움직임 등의 여러 가지 주변환경의 노이즈에 의해 그 변화 폭이 크고 다양하여 이 성분을 제거하는데 많은 어려움이 있다.The double talking detection means 10 detects the far-end speaker signal (speaker end signal) and the near-end talker signal (microphone end signal) and compares the energy of both ends. As a result of the comparison, the coefficient of the line
따라서, 좋은 품질의 통신 서비스를 제공하기 위해, 음향 반향 제거과정과 노이즈 제거과정이 수행되는 음향 반향 제거수단이 출현하게 되었고, 도 2와 도 3에 도시된 장치가 그 예이다.Therefore, in order to provide a good quality communication service, an acoustic echo canceling means in which an acoustic echo canceling process and a noise canceling process are performed has emerged, and the apparatus shown in FIGS. 2 and 3 is an example.
도 2 와 도 3는 종래의 음향 반향 제거수단의 상세한 구성을 나타낸 도면으로서, 도 2는 일예의 구성을, 도 3은 다른 예의 구성을 나타낸다. 도 2와 도3에 도시된 음향 반향제거장치에 있어서, 참조부호 142, 142'는 음향 반향추정기를, 참조부호 146, 146'은 노이즈 제거기를, 참조부호 144, 144'는 마이크 단에서 입력되는 신호(d(n))에서 음향 반향추정기(142)(142')을 통해 추정된 음향 반향신호를 감산하여 원단화자의 음향 반향성분을 제거하는 음향 반향 제거기(144)(144')를 각각 나타낸다. 또한, 음향 반향 추정기(142)(142')는 음향 반향 제거기(144)(144')의 출력을 입력하여 음향 반향을 추정한다.2 and 3 are views showing a detailed configuration of a conventional acoustic echo removing means, Figure 2 is an example configuration, Figure 3 is another configuration. 2 and 3,
도 2에 도시된 경우는 노이즈 제거기(146)가 음향 반향 제거기(144)의 후단에 위치함으로 음향 반향 추정기(142)는 노이즈와 근단화자에 의해 영향을 받는다. 즉, 노이즈가 제거되지 않은 상태에서 음향 반향 추정과정이 진행된다. 더블 토크신호가 존재하는 상황에서 음향 반향추정기(142)의 적응필터 계수를 갱신하는 과정을 중지시키는 것이 어렵게 된다. 이것은 더블 토크시에 음향 반향추정기(142)의 적응필터 계수들을 반향경로 특성과 무관한 값으로 변형시키는 결과를 초래한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 3에 도시된 장치가 등장했다. 도 3에 도시된 장치는 음향 반향추정과정이 수행되기 전에 노이즈 제거 과정이 수행된다. 이 경우에는 더블토크 상황에서 음향 반향추정기(142')의 적응필터 계수를 갱신하는 과정을 중지시키는 것이 가능하다. 그러나 노이즈 제거과정에서 발생하는 시변 방해 노이즈(time-varying disturbing noise)에 의한 전반적인 에코제거기(142')의 성능저하 문제를 해결하기 못하는 단점이 있다. 즉, 도 2와 도 3에 도시된 종래 기술은 구현이 간단한 장점이 있지만, 성능 면에서는 만족한 결과를 보여주지 못한다. 한편, 음향 반향추정기(142)(142')의 적응필터 계수를 구하는 과정은 구현의 간편성에 의해 NLMS법(Normalized Least Mean Square; 정규화된 최소 평균자승법)을 사용한다. 그러나 이 방법은 일정한 스텝사이즈를 갖는 것을 가정하므로 수렴속도가 늦고, 특히 음향 반향 환경이 급격히 변하는(예를들어, 자동차 실내) 장소에서는 성능이 급격히 저하되는 문제점이 있다.In the case illustrated in FIG. 2, the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 잡음이 심한 환경에서도 사용이 가능한 전화통신수단의 음향 반향제거장치를 제공함을 그 목적으로 하고, 그에 따른 음향 반향제거장치의 적응필터 계수를 갱신하는 방법을 제공함을 다른 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an acoustic echo canceller of a telephone communication means that can be used even in a noisy environment, and to update the adaptive filter coefficient of the acoustic echo canceller accordingly. Another way is to provide a way to do this.
도 1은 일반적인 통신수단에 있어, 스피커폰의 기본모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a basic module of a speakerphone in a general communication means.
도 2는 종래의 음향 반향 제거수단의 일예를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an example of a conventional acoustic echo removing means.
도 3은 종래의 음향 반향제거수단의 다른 예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing another example of the conventional acoustic echo canceling means.
도 4은 본 발명에 따른 음향 반향 제거수단의 구성을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the configuration of the acoustic echo canceling means according to the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 스텝사이즈 갱신수단의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram showing the detailed configuration of the step size updating means shown in FIG.
도 6은 도 4에 도시된 장치에서 적응필터의 계수를 갱신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for describing a method of updating coefficients of an adaptive filter in the apparatus illustrated in FIG. 4.
도 7은 도 2 내지 도 4의 구조를 갖는 음향 반향 제거기를 다수의 환경에서 실현한 전송신호(e(n))의 파형을 나타낸 파형도이다.FIG. 7 is a waveform diagram illustrating waveforms of the transmission signal e (n) in which the acoustic echo canceller having the structure of FIGS. 2 to 4 is realized in a plurality of environments.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 스피커와 미이크를 구비한 통신수단의 음향 반향제거장치는, 상기 스피커를 통해 방사된 원단화자의 음성신호가 공기중의 여러 경로를 통해 상기 마이크로 입력되는 특성을 추정하여 원단화자의 음향 반향성분을 추정하는 음향 반향추정기;, 상기 마이크를 통해 입력된 신호에서 노이즈를 제거하는 제1노이즈 제거기;, 상기 제1노이즈 제거기에서 출력된 신호에서 상기 음향 반향추정기에서 추정된 음향 반향성분을 감산한 신호 즉, 다음에 입력되는 원단화자의 음향 반향 신호를 추정하기 위한 필터의 계수를 갱신하기 위한 신호를 출력하는 제1음향 반향제거기;, 상기 마이크를 통해 입력된 신호에서 상기 음향 반향추정기에서 출력된 신호를 감산하여 음향 반향성분을 제거하는 제2음향 반향제거기; 및 상기 제2음향 반향제거기에서 출력된 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 제2노이즈 제거기를 포함하는 것이 바람직하다.According to the present invention for achieving the above object, the acoustic echo canceling device of the communication means having a speaker and a microphone, the voice signal of the far-end speaker radiated through the speaker is input through the micro path in the air An acoustic echo estimator for estimating an acoustic echo component of a far-end speaker, a first noise canceller for removing noise from a signal input through the microphone, and the acoustic echo from a signal output from the first noise canceller A first acoustic echo canceller for outputting a signal obtained by subtracting the acoustic echo component estimated by the estimator, that is, a signal for updating a coefficient of a filter for estimating an acoustic echo signal of a far-end speaker, which is input next; A second acoustic echo canceller configured to remove the acoustic echo component by subtracting the signal output from the acoustic echo estimator from the received signal; And a second noise canceller for removing noise components included in the signal output from the second acoustic echo canceller.
본 발명에 있어서, 상기 제1음향 반향제거기의 후단에 연결되어, 상기 음향 반향추정기의 적응필터계수를 갱신하기 위한 계수 갱신수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, it is characterized in that it further comprises a coefficient updating means connected to the rear end of the first acoustic echo canceller, for updating the adaptive filter coefficient of the acoustic echo estimator.
본 발명에 있어서, 상기 계수 갱신수단은 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))의 파워를 산출하는 파워측정기;, 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))와의 상관도를 계산하는 상관도 측정기;, 상기 산출된 파워값과 상관정도의 값을 이용하여 NLMS 알고리즘에서 사용되는 스텝 사이즈를 계산하는 스텝사이즈 추정기; 및 상기 추정된 스텝사이즈와, 상기 전송신호 및 상기 마이크 입력신호를 이용하여 상기 음향 반향추정기의 적응필터계수를 갱신하는 계수갱신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the coefficient updating means includes: a power meter for calculating the power of the transmission signal e (k) and the signal u (k) output from the speaker; the transmission signal e (k) and the speaker A correlation measurer for calculating a correlation with an output signal u (k), a step size estimator for calculating a step size used in an NLMS algorithm using the calculated power value and a correlation degree value; And a coefficient updater for updating the adaptive filter coefficient of the acoustic echo estimator using the estimated step size, the transmission signal, and the microphone input signal.
상기의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커단으로 출력되는 원단화자의 음성신호를 채집하여 소정의 필터계수를 이용하여 적응적으로 필터링하여 마이크로부터 입력되는 현 시각의 음향 반향성분을 추정하기 위한 상기 적응필터의 계수를 갱신하는 방법은, (a)상기 마이크로부터 입력된 신호에서 상기 음향 반향성분()을 감산하여 전송신호(e(k))를 만드는 과정;To estimate the acoustic echo component of the current time input from the microphone by adaptively filtering by using a predetermined filter coefficient by collecting the voice signal of the far-end speaker output to the speaker stage according to the present invention for achieving the above another object The method of updating the coefficients of the adaptive filter for (a) the acoustic echo component in the signal input from the microphone ( Subtracting) to create a transmission signal e (k);
(b)식와,(b) Wow,
식의해 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))의 각각의 파워()() 를 산출하는 과정;expression Power of the transmission signal e (k) and the signal u (k) output from the speaker ) ( Calculating a);
(c)식 를 이용하여 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))와의 상관도()를 계산하는 과정;(c) The correlation between the transmission signal e (k) and the signal u (k) output from the speaker ) The process of calculating;
(d)상기 산출된 파워값과 상관값을에 적용하여 NLMS 알고리즘에서 사용되는 스텝 사이즈를 계산하는 과정;(d) the correlation with the calculated power value Calculating a step size used in the NLMS algorithm by applying to;
(e)상기 구해진 스텝사이즈와, 전송신호와 마이크 입력신호를 이용하여에 의해 적응필터계수를 갱신하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.(e) using the obtained step size, transmission signal and microphone input signal It is preferable to include the step of updating the adaptive filter coefficient by.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도 4은 본 발명에 따른 음향 반향 제거수단의 구성을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the configuration of the acoustic echo canceling means according to the present invention.
도 4에 도시된 장치는 스피커단(412)을 통해 방사된 원단화자의 음성신호가 공기중의 여러 경로를 통해 마이크단(414)으로 입력되는 특성을 추정하여 원단화자의 음향 반향성분을 추정하는 음향 반향추정기(400), 마이크를 통해 입력된 신호에서 노이즈를 제거하는 제1노이즈 제거기(402), 제1노이즈 제거기(402)에서 출력된 신호에서 음향 반향 추정기(400)에서 추정된 음향 반향성분을 감산한 신호 즉, 다음에 입력되는 원단화자의 음향 반향 신호를 추정하기 위한 필터의 계수를 갱신하기 위한 신호를 출력하는 제1음향 반향제거기(406), 마이크를 통해 입력된 신호에서 음향 반향추정기(400)에서 출력된 신호를 감산하여 음향 반향성분을 제거하는 제2음향 반향제거기(408) 및 제2음향 반향제거기(408)에서 출력된 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 제2노이즈 제거기(404)를 포함한다.The apparatus shown in FIG. 4 estimates the acoustic echo component of the far-end speaker by estimating the characteristic that the voice signal of the far-end speaker radiated through the
여기서, 마이크단(414)은 마이크 앰프와 ADC(Analog Digital Converter)로 이루어지며, 스피커단(412)은 DAC(Digital Analog Converter)와 출력음성의 크기를 조절하는 앰프단과 출력음성의 주파수 특성을 바꾸어 주는 후처리수단(Post Filter)으로 이루어진다. 음향 반향추정기(400)는 적응필터와 적응필터의 계수를 저장하는 계수 저장부와 입력신호 저장부를 포함한다. 현재 시각의 추정된 음향 반향성분을 출력한다.Here, the
이어서, 도 4에 도시된 음향 반향 제거장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Next, the operation of the acoustic echo canceller shown in FIG. 4 will be described.
본 발명에 따른 음향 반향 제거장치에서는 이를 장착한 통신수단이 심한 노이즈 환경에 있더라도 양질의 통화품질을 발휘할 수 있도록, 마이크(414)를 통해 입력된 신호가 음향 반향성분 제거과정 전에 노이즈 제거과정을 거치고, 음향 반향제거 후에도 노이즈 제거과정을 거치도록 구성한다. 즉, 마이크(414)를 통해 입력된 신호에 포함된 노이즈 성분은 제1노이즈 제거기(402)에서 제거됨으로써 음향 반향성분 추정기(400)의 적응필터를 갱신할 때, 에러에 해당하는 마이크 입력신호의 잡음성분이 감소되어 좀 더 정확한 적응필터의 계수를 구할 수 있게 한다. 또한, 송신을 위한 제2노이즈 제거기(404)는 제1노이즈 제거기(410)와는 달리, 음색의 변화가 없이 잡음을 제거한다.In the acoustic echo cancellation apparatus according to the present invention, a signal input through the
도 4에 도시된 장치에서 스텝사이즈 갱신수단(416)을 더 구비한 음향 반향제거수단은 제1음향 반향제거기(406)에서 출력된 신호를 입력하여 음향 반향추정기(400)의 적응필터의 계수를 갱신하기 위한 장치이다.In the apparatus shown in FIG. 4, the acoustic echo canceling means further including a step size updating means 416 inputs a signal output from the first
도 5는 도 4에 도시된 스텝사이즈 갱신수단의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram showing the detailed configuration of the step size updating means shown in FIG.
도 5에 도시된 장치는 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))의 파워를 산출하는 파워측정기(416a), 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))와의 상관도를 계산하는 상관도 측정기(416b), 산출된 파워값과 상관정도의 값을 이용하여 NLMS 알고리즘에서 사용되는 스텝 사이즈를 계산하는 스텝사이즈 추정기(416c) 및 추정된 스텝사이즈와 전송신호 및 마이크 입력신호를 이용하여 음향 반향추정기(400)의 적응필터계수를 갱신하는 계수 갱신기(416d)로 이루어진다.The apparatus shown in FIG. 5 outputs from a
도 6은 도 4에 도시된 장치에서 적응필터의 계수를 갱신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for describing a method of updating coefficients of an adaptive filter in the apparatus illustrated in FIG. 4.
스피커단으로 출력되는 원단화자의 음성신호를 채집하여 소정의 갱신계수를 이용하여 디지털 적응적으로 필터링하여 마이크로부터 입력되는 현 시각의 음향 반향성분을 추정한다.(500 단계) 음향 반향성분의 추정값()은 수학식 1에 의해 이루어진다.The audio signal of the far-end speaker outputted to the speaker stage is collected and digitally filtered using a predetermined update coefficient to estimate the acoustic echo component of the current time input from the microphone (step 500). ) Is made by Equation 1.
[수학식 1][Equation 1]
여기서,으로 입력벡터이고,here, Input vector
으로 적응필터 계수벡터이며, Is an adaptive filter coefficient vector
N은 적응필터의 탭수이다.N is the number of taps of the adaptive filter.
수학식 2에 도시된 바와 같이, 마이크로부터 입력된 신호에서 600단계에서 추정된 음향 반향성분()을 감산하여 전송신호(e(k))를 만든다(602 단계).As shown in Equation 2, the acoustic echo component estimated in
[수학식 2][Equation 2]
600단계의 음향 반향 추정과정에서 정확한 음향 반향성분이 추정되었다면, 전송신호는 근단화자의 음성신호에 해당된다. 즉, 마이크로부터 출력된 신호에서 음향 반향성분을 제거하면 근단화자의 음성신호만 남게 된다. 이 전송신호는 전화기 송신단으로 전송되어 전화 통화를 할 수 있게 된다.If the correct acoustic echo component is estimated in the 600-step acoustic echo estimation process, the transmission signal corresponds to the voice signal of the near-end talker. That is, when the acoustic echo component is removed from the signal output from the microphone, only the voice signal of the near end speaker is left. This transmission signal is transmitted to the telephone transmitting end to make a telephone call.
한편, 다음의 수학식 3에 의해 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))의 파워를 산출한다.(604 단계)On the other hand, the power of the transmission signal e (k) and the signal u (k) output from the speaker is calculated by the following equation (3).
[수학식 3][Equation 3]
여기서, λ은 가중치 평균을 구하기 위한 것으로 0.9를 사용했다.Here, lambda is 0.9 for calculating the weighted average.
다음의 수학식 4를 이용하여 전송신호(e(k))와 스피커에서 출력되는 신호(u(k))와의 상관도를 계산한다.(606 단계)The correlation between the transmission signal e (k) and the signal u (k) output from the speaker is calculated using Equation 4 below (step 606).
[수학식 4][Equation 4]
이와 같이 산출된 파워값과 상관정도의 값은 다음의 수학식 5에 의해 NLMS 알고리즘에서 사용되는 스텝 사이즈를 계산한다.(608 단계) 계산된 스텝 사이즈는 수학식 5에서 보는 바와 같이, 전송신호와 입력신호의 유사정도(상관값)에 비례하고, 추정에러 크기와 입력신호 크기에 반비례한다, 이는 입력신호가 음향 반향신호로 주성분을 이루면 전송신호와 입력신호간의 상관값이 커지므로 스텝사이즈 쪽을 확대하여 수렴속도를 향상시키고, 입력신호의 크기보다 전송신호의 크기가 큰 경우 입력신호의 음향 반향성분비가 작아짐을 의미하므로 스텝 사이즈 폭을 축소하여 추정오류에 의한 발산확률을 감소시킨다. 더욱이 동시 통화시에는 입력신호의 파워도 증가하며, 상관정도도 감소하게 되므로 스텝사이즈는 더욱 작아지게 될 것이다. 이렇게 함으로써 동시 통화 검출단의 도움 없이 음향 반향제거를 할 수 있다, 즉, 본 발명에서 제시하는 방식은 종래의 방식에서 사용한 통시통화 검출기의 기능과 흡사하지만 오동작의 가능성이 적어 적응필터의 발산가능성이 감소되는 장점이 있다.The calculated power value and the degree of correlation are calculated using the following equation (5). The step size used in the NLMS algorithm is calculated (step 608). It is proportional to the similarity (correlation value) of the input signal and is inversely proportional to the estimated error magnitude and the input signal magnitude. This means that if the input signal is composed of an acoustic echo signal, the correlation between the transmission signal and the input signal increases, In this case, the convergence speed is improved, and if the size of the transmission signal is larger than the size of the input signal, it means that the acoustic reflection component ratio of the input signal is reduced, thereby reducing the divergence probability due to the estimation error. In addition, during simultaneous calls, the power of the input signal increases and the degree of correlation decreases, so the step size will be smaller. In this way, acoustic echo cancellation can be performed without the assistance of simultaneous call detection stages. In other words, the method proposed by the present invention is similar to that of the conventional call detector used in the conventional method, but the possibility of malfunction is reduced due to the low possibility of malfunction. There is an advantage to be reduced.
[수학식 5][Equation 5]
수학식 5를 통해 구해진 스텝사이즈와, 전송신호와 마이크 입력신호를 이용하여 다음의 수학식 5에 의해 적응필터계수를 갱신한다.(610 단계)The adaptive filter coefficient is updated by the following Equation 5 using the step size obtained through Equation 5, the transmission signal and the microphone input signal (step 610).
[수학식 6][Equation 6]
즉, NLMS 알고리즘에 의해 적응필터 계수를 갱신하여 음향 반향추정기의 필터계수저장부에 저장한 후, 다음 음향 반향성분을 추정할 때 사용한다.That is, the adaptive filter coefficients are updated by the NLMS algorithm, stored in the filter coefficient storage unit of the acoustic echo estimator, and used to estimate the next acoustic echo component.
상술한 본 발명은 일반전화기의 스피커폰, 자동차에 부착되는 핸드프리 카폰 및 전화 회의 시스템에 이용 가능하다.The present invention described above can be used in the speakerphone of a general telephone, a hand-free car attached to an automobile, and a conference call system.
표 1은 도 2 내지 도 4의 구조를 갖는 음향 반향 제거기의 다수 주변환경에서의 ERLE(Echo return loss enhancement)을 측정한 결과를 나타내고, 도 7은 도 2 내지 도 4의 구조를 갖는 음향 반향 제거기를 다수의 환경에서 실현한 전송신호(e(n))의 파형을 나타낸 파형도이다.Table 1 shows the results of measuring echo return loss enhancement (ERLE) in multiple surroundings of the acoustic echo canceller having the structure of FIGS. 2 to 4, and FIG. 7 shows the acoustic echo canceller having the structure of FIGS. Is a waveform diagram showing waveforms of a transmission signal e (n) realized in a number of environments.
[표 1]TABLE 1
(단위 dB)(Unit dB)
여기서, 도 2의 구조는 에코 제거 과정 수행 후, 노이즈 제거 과정을 수행하고, 도 3의 구조는 노이즈 제거과정 수행 후, 에코 제거과정을 수행하는 경우로서 종래의 구성을, 도 4는 에코 제거 전/후에 노이즈 제거과정을 수행하는 경우로서 본 발명의 구성을 나타낸다.Here, the structure of FIG. 2 performs a noise removing process after performing an echo removing process, and the structure of FIG. 3 performs a conventional echo removing process after performing a noise removing process, and FIG. The configuration of the present invention is shown as a case of performing a noise removal process later.
또한, 자동차 환경 1과 사무실 환경 1(이하 환경1)은 원단화자 신호만 존재하는 경우이고, 환경2는 근단, 원단화자 신호가 둘 다 존재하고 필터의 적응과정을 계속하는 경우이고, 환경 3은 근단, 원단화자 신호가 둘 다 존재하고 필터의 적응과정을 중지하는 경우의 ERLE 값을 나타낸다. 여기서 EREL값은 다음의 수학식 7에 의해 구해지며, 바향성분과 반향성분이 제거된 신호와의 에너지 비를 db값으로 나타낸 것으로서, 이 값이 크면 클수록 반형 제거기의 성능이 우수한 것이다.In addition, vehicle environment 1 and office environment 1 (hereinafter, environment 1) are cases where only far-end speaker signals exist, and environment 2 is where both near-end and far-end speaker signals exist and the filter adaptation process is continued. It shows the ERLE value when both near-end and far-end speaker signals are present and the adaptation process of the filter is stopped. Here, the EREL value is obtained by the following Equation 7, which represents the energy ratio between the echo component and the signal from which the echo component has been removed as a db value. The larger the value, the better the performance of the half-shaped eliminator.
[수학식 7][Equation 7]
상술한 바와 같이 본 발명에 따른, 전화 통신시스템에서의 음향 반향 제거장치 및 그에 따른 적응필터의 계수갱신방법에 의하면, 잡음이 심한 환경에서도 향상된 통화품질을 제공함으로써 제품의 고급화를 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, the acoustic echo canceling device and the coefficient update method of the adaptive filter in the telephone communication system can realize high quality products by providing improved call quality even in a noisy environment.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970020729A KR100400214B1 (en) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Echo removal unit in telephonic communication system and method for updating coefficient of adaptive filter thereby |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970020729A KR100400214B1 (en) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Echo removal unit in telephonic communication system and method for updating coefficient of adaptive filter thereby |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980084830A KR19980084830A (en) | 1998-12-05 |
KR100400214B1 true KR100400214B1 (en) | 2003-11-14 |
Family
ID=37422330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970020729A KR100400214B1 (en) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Echo removal unit in telephonic communication system and method for updating coefficient of adaptive filter thereby |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100400214B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040044217A (en) * | 2002-11-19 | 2004-05-28 | 주식회사 인티스 | Apparatus and Method for Voice Quality Enhancement in Digital Communications |
US7680265B2 (en) * | 2003-12-12 | 2010-03-16 | Continental Automotive Systems, Inc. | Echo canceler circuit and method |
KR100633985B1 (en) * | 2004-05-04 | 2006-10-16 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | Apparatus for eliminating echo and noise in handset |
KR100647826B1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-11-23 | 한국과학기술원 | The blind dereverberation models considering measured noises and the deriving method thereof |
-
1997
- 1997-05-26 KR KR1019970020729A patent/KR100400214B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19980084830A (en) | 1998-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5732134A (en) | Doubletalk detection by means of spectral content | |
EP0914721B1 (en) | Echo canceler for non-linear circuits | |
US7856097B2 (en) | Echo canceling apparatus, telephone set using the same, and echo canceling method | |
KR100790770B1 (en) | Echo canceler circuit and method for detecting double talk activity | |
KR100714768B1 (en) | Statistical adaptive-filter controller | |
US20030123674A1 (en) | Gain control method for acoustic echo cancellation and suppression | |
US6532289B1 (en) | Method and device for echo suppression | |
US8160239B2 (en) | Echo canceller and speech processing apparatus | |
WO1995019085A1 (en) | Echo canceller using a center clipper with threshold set according to estimated echo | |
US6859531B1 (en) | Residual echo estimation for echo cancellation | |
EP1264418B1 (en) | A method and system for stereo echo cancellation for voip communication systems | |
US20080219431A1 (en) | Method and apparatus for echo cancellation | |
US6694020B1 (en) | Frequency domain stereophonic acoustic echo canceller utilizing non-linear transformations | |
JP3385221B2 (en) | Echo canceller | |
US8369511B2 (en) | Robust method of echo suppressor | |
KR100400214B1 (en) | Echo removal unit in telephonic communication system and method for updating coefficient of adaptive filter thereby | |
JP2861888B2 (en) | Echo / noise canceller and echo / noise elimination method | |
JP2891295B2 (en) | Acoustic echo canceller | |
KR100272131B1 (en) | Adaptive reverbation cancelling apparatus | |
JP2000252891A (en) | Signal processor | |
JPH07121027B2 (en) | Loud phone | |
KR20050013213A (en) | Non stationary echo canceller | |
JP3403655B2 (en) | Method and apparatus for identifying unknown system using subband adaptive filter | |
US11553274B2 (en) | Autoregressive based residual echo suppression | |
KR20020057183A (en) | Apparatus for cancelation residual echo using mobile communication hands-free terminal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080708 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |