CN105144594B - 回声消除装置 - Google Patents

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Abstract

具有：全频带回声消除部(100a)，其生成伪回声信号；下采样处理部(104a)，其对接收信号执行下采样而提取以延迟量D1延迟后的低频带成分；延迟控制部(105a)，其使低频带成分以延迟量D2延迟；延迟控制部(105b)，其使延迟控制部(105a)的输出信号以延迟量D3延迟；低频带回声消除部(100b)，其生成以延迟量D1+D2延迟后的伪回声信号；以及上采样处理部(108)，其对低频带的伪回声信号进行上采样而生成以延迟量2D1+D2延迟后的全频带的伪回声信号，延迟控制部(105a、105b)控制延迟量D2、D3，以使作为全频带回声消除部(100a)的自适应滤波器的响应时间的抽头长度LA为LA≧2D1+D2＝D2+D3。

Description

回声消除装置
技术领域
本发明涉及用于声音通信的回声消除装置。
背景技术
例如，如免提通话系统或者电话会议系统那样，在来自扬声器的输出进入到传声器的系统体系中，需要确保其通话品质，特别是需要消除因在双向通话时产生的声耦合而产生的回声。
作为消除这种回声的现有技术存在音响回声消除器，该音响回声消除器利用同定扬声器-传声器间的传递函数的自适应滤波器来同定回声路径，从传声器的输入信号中减去使用该回声路径而生成的伪回声信号，从而消除从扬声器传递到传声器的回声。
在通常的音响回声消除器中，使用单一的自适应滤波器来消除回声，但在回声路径的脉冲响应较长的情况下，需要自适应滤波器具有较长的抽头。
然而，自适应滤波器存在抽头越长则自适应速度越慢这样的缺点。
作为克服上述缺点的现有技术，例如在专利文献1中公开有使自适应滤波器为两级结构的回声消除器。在该回声消除器中，在前级消除直接成分的回声，在后级去除混响成分，从而提高自适应动作的速度。另外，设置于前级的自适应滤波器使抽头长度较短而去除回声的直接成分，设置于后级的自适应滤波器为了去除无法由前级的自适应滤波器去除的混响成分而将抽头长度设定得较长。这样在回声成分中具有较大比重的直接成分被前级消除，因此能够从动作初期起期待良好的回声消除量。
并且，在专利文献2中公开有一种子带回声消除器，该子带回声消除器将音响信号频带分割成多个频带，按照每个单独的频带进行回声消除。该子带回声消除器分割音响信号频带并以预先决定的间除率间除各频带的音响信号而生成子带信号，从而能够降低采样频率，能够削减运算量。这是因为当采样频率为1/2时，与同一混响时间对应的自适应滤波器的运算量成为1/4。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-13938号公报
专利文献2：日本特开2006-203358号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所代表的现有技术中存在如下课题：由于使自适应滤波器为两级结构，因此自适应滤波器的运算量增加且安装变得困难。
并且，在专利文献2所代表的现有技术中，因频带分割时、频带合成时和采样频率转换时的抗混叠滤波器的影响导致信号产生延迟。因此，存在无法应用于要求低延迟的系统而使用范围受到限制这样的课题。并且，还存在当延迟量变多时容易察觉残留回声这样的问题。
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到一种回声消除装置，能够抑制运算量的增加，并且抑制延迟的产生而消除回声。
用于解决课题的手段
本发明的回声消除装置的特征在于，该回声消除装置具有：第1自适应滤波器，其根据接收信号生成第1伪回声信号；第1下采样处理部，其通过对接收信号执行以延迟量D1延迟的下采样处理来提取以延迟量D1延迟后的低频带成分；延迟控制部，其在第1下采样处理部提取出的低频带成分中插入延迟量D2+D3的延迟，输出以延迟量D1+D2+D3延迟后的低频带成分，其中，所述延迟量D2+D3与作为第1自适应滤波器的响应时间的抽头长度相等或者比抽头长度短；第2自适应滤波器，其根据第1下采样处理部提取出的低频带成分生成第2伪回声信号；第2自适应滤波器更新部，其根据延迟控制部的输出信号求出第2自适应滤波器的自适应滤波器系数；以及上采样处理部，其通过对第2伪回声信号执行上采样处理而生成第3伪回声信号。
发明效果
根据本发明，具有如下效果：能够抑制运算量的增加，并且抑制延迟的产生而消除回声。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的回声消除装置的结构的框图。
图2是示出实施方式1的在下采样处理中使用的抗混叠滤波器的特性的一例的图。
图3是示出实施方式1的子带自适应滤波器更新部的自适应范围的一例的图。
图4是示出实施方式1的由子带伪回声生成部生成的伪回声的自适应范围的例子的图。
图5是示出本发明的实施方式2的回声消除装置的结构的框图。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的回声消除装置的结构的框图。图1所示的回声消除装置是根据发往扬声器10的接收信号估计回声路径而生成伪回声信号，并从经由传声器20输入的发送信号中减去伪回声信号而进行回声消除的回声消除装置，构成为具有全频带回声消除部100a、低频带回声消除部100b、减算器103a、103b、下采样处理部104a、104b、延迟控制部105a、105b以及上采样处理部108。
全频带回声消除部100a是根据接收信号和全频带的自适应滤波器系数生成伪回声信号的第1回声消除部，具有伪回声生成部101和自适应滤波器更新部102。在以下的说明中，作为自适应滤波器使用NLMS(Normalized Least Mean Squares filter：归一化最小均方滤波器)。不过，在本发明中，也可以使用LMS(Least Mean Squares：最小均方)、RLS(Recursive Least Squares：递推最小二乘)、仿射投影滤波器等其它的自适应滤波器。
伪回声生成部101是为了消除回声而根据发往扬声器10的接收信号和全频带的自适应滤波器系数生成全频带的伪回声信号的伪回声生成部。这里，设作为伪回声生成部101中的自适应滤波器的响应时间的抽头长度为LA。
自适应滤波器更新部102是根据减算器103a的输出信号和接收信号，更新伪回声生成部101中的自适应滤波器的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器更新部。
减算器103a是从发送信号中减去由全频带回声消除部100a生成的伪回声信号的第1减算器。
并且，减算器103b是从减算器103a的输出信号中减去由上采样处理部108生成的伪回声信号的第2减算器。
下采样处理部104a是通过针对接收信号执行以延迟量D1延迟的下采样处理而提取以延迟量D1延迟的低频带成分的第1下采样处理部。
下采样处理部104b是通过针对减算器103b的输出信号执行以延迟量D1延迟的下采样处理而提取以延迟量D1延迟的低频带成分的第2下采样处理部。
延迟控制部105a是通过将延迟量D2的延迟插入到由下采样处理部104a提取出的以延迟量D1延迟的低频带成分而输出以延迟量D1+D2延迟的低频带成分的第1延迟控制部。
并且，延迟控制部105b是通过将延迟量D3的延迟插入到从延迟控制部105a输出的以延迟量D1+D2延迟后的信号而输出以延迟量D1+D2+D3延迟后的低频带成分的第2延迟控制部。
低频带回声消除部100b是构成为包含自适应滤波器的第2回声消除部，该自适应滤波器根据延迟控制部105a、105b的输出信号和低频带的自适应滤波器系数，生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带成分的伪回声信号。
与全频带回声消除部100a相同，在以下的说明中，作为低频带回声消除部100b中的自适应滤波器使用NLMS。不过，也可以使用LMS、RLS、仿射投影滤波器等其它的自适应滤波器。
并且，低频带回声消除部100b具有子带伪回声生成部106和子带自适应滤波器更新部107。
子带伪回声生成部106构成为包含自适应滤波器，该自适应滤波器根据延迟控制部105a的输出信号和低频带的自适应滤波器系数，生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带的子带的伪回声信号。
这里，设作为子带伪回声生成部106中的自适应滤波器的响应时间的抽头长度设为LB。
子带自适应滤波器更新部107是根据延迟控制部105b的输出信号和下采样处理部104b的输出信号，更新子带伪回声生成部106中的自适应滤波器的自适应滤波器系数的子带自适应滤波器更新部。
上采样处理部108通过针对由低频带回声消除部100b生成的伪回声信号执行以延迟量D1延迟的上采样处理而生成以延迟量2D1+D2延迟后的全频带的伪回声信号。
另外，实施方式1的延迟控制部105a、105b控制延迟量D2、D3，以使作为全频带回声消除部100a中的自适应滤波器的响应时间的抽头长度LA为LA≧2D1+D2＝D2+D3。
这样，能够在不使接收信号产生延迟的情况下实施回声消除处理，能够应用于必须是低延迟的系统。
并且，通过下采样使采样频率降低，从而能够抑制运算量。
另外，连接扬声器10和传声器20的信息处理装置的微型计算机执行关于本发明特有的处理的程序，可作为使硬件和软件协动的具体单元，实现回声消除部100a、100b、减算器103a、103b、下采样处理部104a、104b、延迟控制部105a、105b以及上采样处理部108。
接着对动作进行说明。
在全频带回声消除部100a中，伪回声生成部101根据发往扬声器10的接收信号和由自适应滤波器更新部102生成的自适应滤波器系数，估计回声路径并生成伪回声信号。该伪回声生成部101和自适应滤波器更新部102成为以全频带为对象的回声消除器。
自适应滤波器更新部102通过根据减算器103a的输出信号和接收信号进行自适应处理，更新伪回声生成部101的自适应滤波器的自适应滤波器系数。这里，减算器103a从由传声器20输入的发送信号中减去由伪回声生成部101生成的伪回声信号。即，减算器103a的输出信号成为回声得到消除的全频带信号。
并且，下采样处理部104a与伪回声生成部101同样地输入上述接收信号，并对该接收信号实施下采样处理，由此从接收信号中提取低频带成分。图2是示出实施方式1的在下采样处理中使用的抗混叠滤波器的特性的一例的图。在图2中，FS表示下采样后的采样频率，由于是遮断频率被设定成小于FS/2(下采样后的尼奎斯特频率)的频率的FIR滤波器，因此，即使实施1/2下采样处理，也不会在其输出信号中产生混叠。此时，因滤波的影响而在接收信号中产生延迟。设其延迟量为D1。
下采样处理部104b通过对减算器103b的输出信号实施下采样处理而从减算器103b的输出信号中提取低频带成分。这里，在下采样处理部104b中也与下采样处理部104a同样地使用图2所示的抗混叠滤波器来实施1/2下采样。即，在该下采样处理中也产生延迟量D1的延迟，提取以延迟量D1延迟后的低频带成分。
延迟控制部105a是为了控制由后级的子带伪回声生成部106生成的伪回声信号覆盖的响应范围而设置的。
当输入下采样处理部104a提取出的以延迟量D1延迟后的低频带成分时，延迟控制部105a在该信号中插入延迟量D2的延迟并输出。
即，来自延迟控制部105a的输出信号以延迟量D1+D2延迟。
并且，延迟控制部105b是为了控制后级的子带自适应滤波器更新部107通过进行自适应处理的自适应滤波器覆盖的响应范围而设置的。
当输入从延迟控制部105a输出的以延迟量D1+D2延迟后的信号时，延迟控制部105b在该信号中插入延迟量D3的延迟并输出。即，来自延迟控制部105b的输出信号以延迟量D1+D2+D3延迟。
在低频带回声消除部100b中，子带伪回声生成部106根据从延迟控制部105a输出的以延迟量D1+D2延迟后的信号和从子带自适应滤波器更新部107得到的自适应滤波器系数，生成低频带的伪回声信号。由此，由子带伪回声生成部106生成的伪回声信号以延迟量D1+D2延迟。
并且，在子带自适应滤波器更新部107中，根据从延迟控制部105b输出的以延迟量D1+D2+D3延迟后的信号和从下采样处理部104b输出的以延迟量D1延迟后的发送信号进行自适应处理。这里，设低频带回声消除部100b中的自适应滤波器的抽头长度为LB。这样，子带伪回声生成部106和子带自适应滤波器更新部107成为以低频带为对象的回声消除器。
图3是示出实施方式1的子带自适应滤波器更新部的自适应范围的一例的图。如图3所示，针对回声路径的脉冲响应的自适应范围是从延迟了被输入到子带自适应滤波器更新部107的、延迟控制部105b的输出信号与下采样处理部104b的输出信号之间的延迟差D2+D3后的时间起，抽头长度LB(响应时间)的长度量的范围。
即，在作为全频带的回声消除器的伪回声生成部101的自适应滤波器的抽头长度LA等于D2+D3的情况下，组合自适应滤波器更新部102和子带自适应滤波器更新部107而得到的自适应范围能够恰如其分地覆盖，其自适应时间为LA+LB。
另一方面，上采样处理部108对由子带伪回声生成部106和子带自适应滤波器更新部107生成的伪回声信号进行上采样。这里，与下采样处理部104a同样地使用图2所示的抗混叠滤波器来执行2倍的上采样。
即，由于与下采样处理部104a同样地因上采样而产生延迟量D1，因此由上采样处理部108生成的全频带的子带的伪回声信号以延迟量2D1+D2延迟。
图4是示出实施方式1的子带伪回声生成部生成的伪回声的自适应范围的例子的图。如图3所示，低频带回声消除部100b的自适应滤波器的自适应范围延迟了延迟量D2+D3。
因此，延迟控制部105a、105b控制延迟量D2、D3，以使2D1+D2等于D2+D3，即D3＝2D1。由此，如图4所示，子带伪回声生成部106生成的子带的伪回声信号仅估计出自适应范围的回声。这样，作为系统整体能够进行不产生延迟的回声消除处理。
另外，为了恰如其分地覆盖自适应范围而在图4中使LA＝2D1+D2，但是，能够通过延迟控制部105a控制延迟量D2以使LA≧2D1+D2，抑制产生应覆盖的自适应范围重复的延迟。
另外，在LA＜2D1+D2的情况下不会产生延迟，但是，由于全频带的自适应滤波器与子带自适应滤波器的自适应范围不连续，有可能产生残留回声，因此不是优选的。
示出了下采样处理部104a、104b使用具有图2的特性的滤波器的情况，但是，只要是具有在下采样时不产生混叠的特性的滤波器即可，并不限于图2所示的特性的滤波器。
并且，在上述的说明中，示出了使下采样的速率为1/2的情况，但是，只要是具有在下采样时不产生混叠的特性的滤波器，则可以选择任意的速率。
此外，示出了下采样处理部104a、104b使用同一滤波器的情况，但是，也可以使用不同特性的滤波器来进行下采样。
示出了上采样处理部108使用具有图2的特性的滤波器的情况，但是，只要是具有在上采样时不产生混叠的特性的滤波器即可，并不限于图2所示的特性的滤波器。
并且，在上述的说明中，使上采样的速率为2倍，但是，只要是具有在上采样时不产生混叠的特性的滤波器，则可以按照下采样的速率来选择任意的速率。
此外，示出了上采样处理部108使用与下采样处理部104a、104b相同的滤波器的情况，但是，也可以使用不同特性的滤波器来进行上采样。
如上所述，根据本实施方式1，具有：全频带回声消除部100a，其构成为包含根据接收信号和全频带的自适应滤波器系数而生成伪回声信号的自适应滤波器；下采样处理部104a，其通过对接收信号执行以延迟量D1延迟的下采样处理，提取以延迟量D1延迟后的低频带成分；延迟控制部105a，其在下采样处理部104a提取出的低频带成分中插入延迟量D2的延迟而输出以延迟量D1+D2延迟后的低频带成分；延迟控制部105b，其在延迟控制部105a的输出信号中插入延迟量D3的延迟而输出以延迟量D1+D2+D3延迟后的低频带成分；低频带回声消除部100b，其构成为包含根据延迟控制部105a的输出信号和低频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带的伪回声信号的自适应滤波器；以及上采样处理部108，其通过对低频带回声消除部100b生成的伪回声信号执行以延迟量D1延迟的上采样处理，生成以延迟量2D1+D2延迟后的全频带的伪回声信号，延迟控制部105a、105b控制延迟量D2、D3，以使作为全频带回声消除部100a的自适应滤波器的响应时间的抽头长度LA为LA≧2D1+D2＝D2+D3。
通过以这种方式构成，能够在不使发往扬声器10的接收信号产生延迟的情况下实施回声消除，能够应用于必须是低延迟的系统。并且，能够通过下采样来降低采样频率，从而抑制运算量的增加。
并且，根据本实施方式1，具有：减算器103a，其从发送信号中减去全频带回声消除部100a生成的伪回声信号；减算器103b，其从减算器103a的输出信号中减去上采样处理部108生成的伪回声信号；以及下采样处理部104b，其通过对减算器103b的输出信号执行以延迟量D1延迟的下采样处理，提取以延迟量D1延迟后的低频带成分，全频带回声消除部100a具有：伪回声生成部101，其构成为包含根据接收信号和全频带的自适应滤波器系数而生成伪回声信号的自适应滤波器；以及自适应滤波器更新部102，其根据减算器103a的输出信号和接收信号，更新伪回声生成部101的自适应滤波器的自适应滤波器系数，低频带回声消除部100b具有：子带伪回声生成部106，其构成为包含根据延迟控制部105a的输出信号和低频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带的子带的伪回声信号；以及子带自适应滤波器更新部107，其根据延迟控制部105b的输出信号和下采样处理部104b的输出信号，更新子带伪回声生成部106中的自适应滤波器的自适应滤波器系数。通过以这种方式构成，也能够抑制运算量的增加，并且抑制延迟的产生而消除回声。
实施方式2
在上述实施方式1中，示出了后级的下采样处理部104a仅提取低频带成分，子带伪回声生成部106和子带自适应滤波器更新部107生成低频带的伪回声的情况，在本实施方式2中，对利用分割成多个频带例如二分割成低频带和高频带而得到的信号分别生成伪回声信号的情况进行说明。
图5是示出本发明的实施方式2的回声消除装置的结构的框图。图5所示的回声消除装置是与实施方式1同样地根据发往扬声器10的接收信号估计回声路径并生成伪回声信号，从经由传声器20输入的发送信号中减去伪回声信号而进行回声消除的回声消除装置，构成为具有全频带回声消除部200a、分割频带回声消除部200b、减算器203a、203b、子带分割处理部204a、204b、延迟控制部205a～205d以及子带合成处理部208。
全频带回声消除部200a是与实施方式1同样地根据接收信号和全频带的自适应滤波器系数生成伪回声信号的第1回声消除部，具有伪回声生成部201和自适应滤波器更新部202。
在以下的说明中，作为自适应滤波器使用NLMS。不过，在本发明中，也可以使用LMS、RLS、仿射投影滤波器等其它的自适应滤波器。
伪回声生成部201是为了消除回声而根据发往扬声器10的接收信号和全频带的自适应滤波器系数生成全频带的伪回声信号的伪回声生成部。这里，设作为伪回声生成部201中的自适应滤波器的响应时间的抽头长度为LA。
自适应滤波器更新部202是根据减算器203a的输出信号和接收信号来更新伪回声生成部201中的自适应滤波器的自适应滤波器系数的第1自适应滤波器更新部。
减算器203a是从发送信号中减去全频带回声消除部200a生成的伪回声信号的第1减算器。
并且，减算器203b是从减算器203a的输出信号中减去子带合成处理部208生成的伪回声信号的第2减算器。
子带分割处理部204a是将接收信号分割成多个频带的子带信号的第1子带分割处理部。这里，作为子带分割处理的方法使用QMF(Quadrature Mirror Filter：正交镜像滤波器)。
但是，也可以使用其它方法。另外，因QMF的滤波器处理而使接收信号产生延迟。设其延迟量为D1。
以下，假定分割成低频带的子带信号和高频带的子带信号。
子带分割处理部204b是将减算器203b的输出信号分割成多个频带的子带信号的第2子带分割处理部。这里，在子带分割处理部204b中也使用QMF。但是，也可以使用其它方法。
另外，通过QMF的滤波器处理而与子带分割处理部204b同样地使从减算器203b输入的信号产生延迟。设其延迟量为D1。
以下，假定分割成低频带的子带信号和高频带的子带信号。
延迟控制部205a是在子带分割处理部204a分割出的低频带的子带信号中插入延迟量D2的延迟而输出以延迟量D1+D2延迟后的低频带的子带信号的第1延迟控制部。
同样，延迟控制部205c是在子带分割处理部204a分割出的高频带的子带信号中插入延迟量D2的延迟而输出以延迟量D1+D2延迟后的高频带的子带信号的第1延迟控制部。
并且，延迟控制部205b是对延迟控制部205a的输出信号插入延迟量D3的延迟而输出以延迟量D1+D2+D3延迟后的低频带的子带信号的第2延迟控制部。
延迟控制部205d是对延迟控制部205c的输出信号插入延迟量D3的延迟而输出以延迟量D1+D2+D3延迟后的高频带的子带信号的第2延迟控制部。
分割频带回声消除部200b是构成为包含根据延迟控制部205a、205c的输出信号和对应频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的各频带的伪回声信号的自适应滤波器的第2回声消除部。
与全频带回声消除部200a的情况相同，在以下的说明中，作为分割频带回声消除部200b中的自适应滤波器使用NLMS。不过，也可以使用LMS、RLS、仿射投影滤波器等其它的自适应滤波器。
这里，分割频带回声消除部200b具有低频带回声消除部200b-1和高频带回声消除部200b-2。
该低频带回声消除部200b-1根据从延迟控制部205a输出的低频带的子带信号和与其对应的低频带的自适应滤波器系数，生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带的伪回声信号。
并且，高频带回声消除部200b-2根据从延迟控制部205c输出的高频带的子带信号和与其对应的高频带的自适应滤波器系数，生成以延迟量D1+D2延迟后的高频带的伪回声信号。
低频带回声消除部200b-1具有子带伪回声生成部206a和子带自适应滤波器更新部207a。
子带伪回声生成部206a构成为包含根据延迟控制部205a的输出信号和低频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带的子带的伪回声信号的自适应滤波器。
这里，设作为子带伪回声生成部206a中的自适应滤波器的响应时间的抽头长度为LB。
子带自适应滤波器更新部207a是根据延迟控制部205b的输出信号和子带分割处理部204b的输出信号而更新子带伪回声生成部206a的自适应滤波器的自适应滤波器系数的子带自适应滤波器更新部。
高频带回声消除部200b-2具有子带伪回声生成部206b和子带自适应滤波器更新部207b。
子带伪回声生成部206b构成为包含根据延迟控制部205c的输出信号和高频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的高频带的伪回声信号的自适应滤波器。这里，设作为子带伪回声生成部206b中的自适应滤波器的响应时间的抽头长度为LB。
子带自适应滤波器更新部207b是根据延迟控制部205d的输出信号和子带分割处理部204b的输出信号而更新子带伪回声生成部206b的自适应滤波器的自适应滤波器系数的子带自适应滤波器更新部。
子带合成处理部208通过以延迟量D1在全频带中合成分割频带回声消除部200b生成的各频带的伪回声信号，生成以延迟量2D1+D2延迟后的全频带的伪回声信号。
另外，实施方式2的延迟控制部205a～205d控制延迟量D2、D3，以使作为全频带回声消除部200a的自适应滤波器的响应时间的抽头长度LA为LA≧2D1+D2＝D2+D3。
这样，能够在不使接收信号产生延迟的情况下实施回声消除处理，能够应用于必须是低延迟的系统。
并且，能够通过子带分割来降低采样频率，从而抑制运算量。
另外，连接扬声器10和传声器20的信息处理装置的微型计算机执行关于本发明特有的处理的程序，可作为使硬件和软件协动的具体单元，实现全频带回声消除部200a、分割频带回声消除部200b、减算器203a、203b、子带分割处理部204a、204b、延迟控制部205a～205d以及子带合成处理部208。
接着对动作进行说明。
在全频带回声消除部200a中，伪回声生成部201根据发往扬声器10的接收信号和由自适应滤波器更新部202生成的自适应滤波器系数，估计回声路径并生成伪回声信号。该伪回声生成部201和自适应滤波器更新部202成为以全频带为对象的回声消除器。
自适应滤波器更新部202根据减算器203a的输出信号和接收信号进行自适应处理，由此，更新伪回声生成部201的自适应滤波器的自适应滤波器系数。这里，减算器203a从由传声器20输入的发送信号中减去伪回声生成部201生成的伪回声信号。即，减算器203a的输出信号成为回声得到消除的全频带的信号。
子带分割处理部204a与伪回声生成部201同样地输入上述接收信号，将该接收信号分割成低频带和高频带的子带信号。
延迟控制部205a、205b和低频带回声消除部200b-1对子带分割处理部204a分割出的低频带的子带信号进行处理。
并且，延迟控制部205c、205d和高频带回声消除部200b-2对高频带的子带信号进行处理。
在延迟控制部205a、205b和低频带回声消除部200b-1、延迟控制部205c、205d和高频带回声消除部200b-2中，仅仅作为处理对象的信号是低频带和高频带的子带信号不同，因此，以下说明针对低频带的子带信号的处理。
延迟控制部205a是为了控制由后级的子带伪回声生成部206a生成的伪回声信号覆盖的响应范围而设置的。
当输入子带分割处理部204a分割出的以延迟量D1延迟后的低频带的子带信号时，延迟控制部205a在该信号中插入延迟量D2的延迟并输出。即，延迟控制部205a的输出信号以延迟量D1+D2延迟。
并且，延迟控制部205b是为了控制后级的子带自适应滤波器更新部207a通过进行自适应处理的自适应滤波器覆盖的响应范围而设置的。
当输入从延迟控制部205a输出的以延迟量D1+D2延迟后的子带信号时，延迟控制部205b在该子带信号中插入延迟量D3的延迟并输出。即，延迟控制部205b的输出信号以延迟量D1+D2+D3延迟。
在低频带回声消除部200b-1中，子带伪回声生成部206a根据从延迟控制部205a输出的以延迟量D1+D2延迟后的子带信号和子带自适应滤波器更新部207a生成的自适应滤波器系数，生成低频带的伪回声信号。由此，由子带伪回声生成部206a生成的伪回声信号以延迟量D1+D2延迟。
并且，在子带自适应滤波器更新部207a中，根据从延迟控制部205b输出的以延迟量D1+D2+D3延迟后的子带信号和从子带分割处理部204b输出的以延迟量D1延迟后的发送信号进行自适应处理。
这里，设低频带回声消除部200b-1的自适应滤波器的抽头长度为LB。
如图3所示，针对回声路径的脉冲响应的自适应范围是从延迟了被输入到子带自适应滤波器更新部207a的、延迟控制部205b的输出信号与子带分割处理部204b的输出信号之间的延迟差D2+D3后的时间起，抽头长度LB(响应时间)的长度量的范围。
即，在作为全频带的回声消除器的伪回声生成部201的自适应滤波器的抽头长度LA等于D2+D3的情况下，组合自适应滤波器更新部202和子带自适应滤波器更新部207a而得到的自适应范围能够恰如其分地覆盖，其自适应时间为LA+LB。
与针对上述低频带成分的处理同样地进行针对高频带成分的处理，由此能够使自适应范围相同。
在子带合成处理部208中，在全频带中合成子带伪回声生成部206a、206b生成的低频带和高频带的伪回声信号。这里，通过QMF的滤波器处理而使信号产生延迟量D1。
即，子带合成处理部208合成的伪回声信号以延迟量2D1+D2延迟。
低频带回声消除部200b-1的自适应滤波器的自适应范围如图3所示延迟了延迟量D2+D3。
因此，延迟控制部205a、205b控制延迟量D2、D3，以使延迟量2D1+D2等于延迟量D2+D3，即D3＝2D1。由此，如图4所示，子带伪回声生成部206a生成的子带的伪回声信号仅估计出自适应范围的回声。
这样，作为系统整体能够进行不产生延迟的回声消除处理。
另外，为了恰如其分地覆盖自适应范围而在图4中使LA＝2D1+D2，但是，能够通过延迟控制部205a控制延迟量D2以使LA≧2D1+D2，抑制产生应覆盖的自适应范围重复的延迟。
另外，在LA＜2D1+D2的情况下不会产生延迟，但是，由于全频带的自适应滤波器与子带自适应滤波器的自适应范围不连续，有可能产生残留回声，因此不是优选的。
如上所述，根据本实施方式2，具有：全频带回声消除部200a，其构成为包含根据接收信号和全频带的自适应滤波器系数而生成伪回声信号的自适应滤波器；子带分割处理部204a，其以延迟量D1将接收信号分割成低频带和高频带的子带信号；延迟控制部205a、205c，其在子带分割处理部204a分割出的低频带和高频带的子带信号中插入延迟量D2的延迟；延迟控制部205b、205d，其在延迟控制部205a、205c的输出信号中插入延迟量D3的延迟；分割频带回声消除部200b，其构成为包含根据延迟控制部205a、205c的输出信号以及对应的低频带和高频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带和高频带的伪回声信号的自适应滤波器；以及子带合成处理部208，其以延迟量D1在全频带中合成分割频带回声消除部200b生成的低频带和高频带的伪回声信号，生成以延迟量2D1+D2延迟后的全频带的伪回声信号，延迟控制部205a、205b和延迟控制部205c、205d控制延迟量D2、D3，以使作为全频带回声消除部200a的自适应滤波器的响应时间的抽头长度LA为LA≧2D1+D2＝D2+D3。
通过以这种方式构成，能够在不使发往扬声器10的接收信号产生延迟的情况下实施回声消除，能够应用于必须是低延迟的系统。
并且，通过子带分割处理来降低采样频率，从而能够抑制运算量的增加。
并且，根据本实施方式2，具有：减算器203a，其从发送信号中减去全频带回声消除部200a生成的伪回声信号；减算器203b，其从减算器203a的输出信号中减去子带合成处理部208生成的伪回声信号；以及子带分割处理部204b，其以延迟量D1将减算器203b的输出信号分割成低频带和高频带的子带信号，全频带回声消除部200a具有：伪回声生成部201，其构成为包含根据接收信号和全频带的自适应滤波器系数而生成伪回声信号的自适应滤波器；以及自适应滤波器更新部202，其根据减算器203a的输出信号和接收信号，更新伪回声生成部201的自适应滤波器的自适应滤波器系数，分割频带回声消除部200b具有：子带伪回声生成部206a、206b，它们被设置在低频带和高频带，构成为包含根据从延迟控制部205a、205c输出的低频带和高频带的子带信号和对应的低频带和高频带的自适应滤波器系数而生成以延迟量D1+D2延迟后的低频带和高频带的伪回声信号的自适应滤波器；以及子带自适应滤波器更新部207a、207b，它们被设置在低频带和高频带，根据延迟控制部205b、205d的输出信号和子带分割处理部204b分割出的低频带和高频带的子带信号，分别更新子带伪回声生成部206a、206b的自适应滤波器的自适应滤波器系数。
通过以这种方式构成，也能够抑制运算量的增加，并且抑制延迟的产生而消除回声。
另外，本发明在其发明的范围内可以进行各实施方式的自由组合或者各实施方式的任意结构要素的变形，或者在各实施方式中省略任意结构要素。
产业上的可利用性
由于本发明的回声消除装置能够抑制运算量的增加，并且抑制延迟的产生而消除回声，因此，例如适合于车内搭载的免提通话系统等。
标号说明
10：扬声器；20：传声器；100a、200a：全频带回声消除部；100b、200b-1：低频带回声消除部；101、201：伪回声生成部；102、202：自适应滤波器更新部；103a、203a、103b、203b：减算器；104a、104b：下采样处理部；105a、105b、205a～205d：延迟控制部；106、206a、206b：子带伪回声生成部；107、207a、207b：子带自适应滤波器更新部；108：上采样处理部；208：子带合成处理部。

Claims (4)

1.一种回声消除装置，其特征在于，该回声消除装置具有：
第1自适应滤波器，其根据接收信号生成第1伪回声信号；
第1下采样处理部，其通过对所述接收信号执行以延迟量D1延迟的下采样处理来提取以延迟量D1延迟后的低频带成分；
延迟控制部，其在所述第1下采样处理部提取出的低频带成分中插入延迟量D2+D3的延迟，输出以延迟量D1+D2+D3延迟后的低频带成分，其中，所述延迟量D2+D3与作为所述第1自适应滤波器的响应时间的抽头长度相等或者比所述抽头长度短；
第2自适应滤波器，其根据所述第1下采样处理部提取出的所述低频带成分生成第2伪回声信号；
第2自适应滤波器更新部，其根据所述延迟控制部的输出信号求出所述第2自适应滤波器的自适应滤波器系数；以及
上采样处理部，其通过对所述第2伪回声信号执行上采样处理而生成第3伪回声信号。
2.根据权利要求1所述的回声消除装置，其特征在于，
该回声消除装置具有：
第1减算器，其从发送信号中减去所述第1伪回声信号；
第2减算器，其从所述第1减算器的输出信号中减去所述上采样处理部生成的所述第3伪回声信号；
第2下采样处理部，其通过对所述第2减算器的输出信号执行下采样处理来提取低频带成分；以及
第1自适应滤波器更新部，其根据所述第1减算器的输出信号和所述接收信号，更新所述第1自适应滤波器的自适应滤波器系数，
所述第1自适应滤波器根据所述接收信号和全频带的自适应滤波器系数生成所述第1伪回声信号，
所述第2自适应滤波器根据所述延迟控制部的输出信号和低频带的自适应滤波器系数生成所述第2伪回声信号，
所述第2自适应滤波器更新部根据所述延迟控制部的输出信号和所述第2下采样处理部的输出信号，更新所述第2自适应滤波器的自适应滤波器系数。
3.一种回声消除装置，其特征在于，该回声消除装置具有：
第1自适应滤波器，其根据接收信号生成第1伪回声信号；
第1子带分割处理部，其将所述接收信号分割成分别以延迟量D1延迟后的多个频带的子带信号；
延迟控制部，其在所述第1子带分割处理部分割出的子带信号中插入延迟量D2+D3的延迟，输出分别以延迟量D1+D2+D3延迟后的各频带的子带信号，其中，所述延迟量D2+D3与作为所述第1自适应滤波器的响应时间的抽头长度相等或者比所述抽头长度短；
第2自适应滤波器，其生成以延迟量D1+D2延迟后的各频带的第2伪回声信号；
第2自适应滤波器更新部，其根据所述延迟控制部的输出信号求出各频带的所述第2自适应滤波器的自适应滤波器系数；以及
子带合成处理部，其通过合成各频带的所述第2伪回声信号而生成第3伪回声信号。
4.根据权利要求3所述的回声消除装置，其特征在于，
该回声消除装置具有：
第1减算器，其从发送信号中减去所述第1伪回声信号；
第2减算器，其从所述第1减算器的输出信号中减去所述子带合成处理部生成的所述第3伪回声信号；
第2子带分割处理部，其将所述第2减算器的输出信号分割成多个频带的子带信号；以及
第1自适应滤波器更新部，其根据所述第1减算器的输出信号和所述接收信号，更新所述第1自适应滤波器的自适应滤波器系数，
所述第1自适应滤波器根据所述接收信号和全频带的自适应滤波器系数生成所述第1伪回声信号，
所述第2自适应滤波器按照每个所述频带而设置，根据所述延迟控制部的输出信号和对应频带的自适应滤波器系数生成各频带的第2伪回声信号，
所述第2自适应滤波器更新部按照每个所述频带而设置，根据所述延迟控制部的输出信号和所述第2子带分割处理部生成的各频带的子带信号，分别更新各频带的所述第2自适应滤波器的自适应滤波器系数。
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