JP2002290286A - Echo suppressor - Google Patents

Echo suppressor

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JP2002290286A
JP2002290286A JP2001092622A JP2001092622A JP2002290286A JP 2002290286 A JP2002290286 A JP 2002290286A JP 2001092622 A JP2001092622 A JP 2001092622A JP 2001092622 A JP2001092622 A JP 2001092622A JP 2002290286 A JP2002290286 A JP 2002290286A
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実 福島
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博昭 竹山
Akira Terasawa
章 寺澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an echo suppressor that can obtain a desired echo suppressing amount without causing overflow in an arithmetic operation of an adaptive filter even when the gain of a feedback path is 1 or over. SOLUTION: The echo suppressor EC is provided with an adaptive filter 1 and a subtractor 2, and an amplifier 3 is provided to a pre-stage of the adaptive filter 1. A sum of a gain G0 [dB] of a feedback path HAB measured in advance in a state that the front of a microphone M and a speaker S is set to non reflection and a marginal gain MG [dB] taking into account a reflection condition in an installed environment of an estimated loudspeaker device is selected to be the gain G of the amplifier 3. Thus, even when the adaptive filter 1 comprises a fixed decimal point arithmetic operation processor and the gain of the feedback path HAB reaches 1 or over, no overflow takes place in the arithmetic operation of the adaptive filter 1 and a desired (e.g. the same degree when the gain is less than 1) echo suppression amount can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、拡声通話(ハンズ
フリー通話)機能を有する拡声通話装置(電話機、イン
ターホン、PHSなど)に用いられるエコー抑圧装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an echo suppressor used for a loudspeaker apparatus (telephone, intercom, PHS, etc.) having a loudspeaker (hands-free) function.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロホン及びスピーカを用いて拡声
通話(ハンズフリー通話)を実現する電話機、インター
ホン、PHSなどの拡声通話装置においては、スピーカ
から送出される受話音声の一部がマイクロホンに回り込
み、これが送話音声(送話信号)となって相手側の通話
端末に伝送されるため、相手側の通話者には自分の発し
た音声がエコーとなって聞こえてしまい、そのレベルが
高い場合には不快感を生じてしまうことになる。そこ
で、従来より、上述のようなエコーを抑圧する技術が提
案あるいは提供されており、その一つの手段としてエコ
ー抑圧装置(所謂エコーキャンセラ)がある。
2. Description of the Related Art In a loudspeaker apparatus such as a telephone, an intercom, and a PHS, which realizes a loudspeaker call (hands-free call) using a microphone and a speaker, a part of a received voice transmitted from the speaker wraps around the microphone. Since it is transmitted as a transmission voice (transmission signal) to the call terminal of the other party, the voice of the other party can be heard as an echo by the other party, and if the level is high, It will cause discomfort. Therefore, a technique for suppressing the above-described echo has been conventionally proposed or provided, and as one of the means, there is an echo suppressor (a so-called echo canceller).

【0003】図7は従来のエコー抑圧装置EC’を用い
た拡声通話装置の一部省略したブロック図である。この
拡声通話装置はマイクロホンM、スピーカS、マイクロ
ホンMから出力される音声信号(送話信号)を増幅する
マイクロホンアンプG1、マイクロホンアンプG1で増
幅された送話信号をアナログ/ディジタル変換するA/
D変換器AD、エコー抑圧装置EC’から出力されるデ
ィジタルの受話信号をアナログの受話信号に変換するD
/A変換器DA、D/A変換器DAで変換されたアナロ
グの受話信号を増幅してスピーカSに出力するスピーカ
アンプG2を備えている。
FIG. 7 is a partially omitted block diagram of a conventional loudspeaker using an echo suppressor EC '. The loudspeaker apparatus includes a microphone M, a speaker S, a microphone amplifier G1 for amplifying a voice signal (sending signal) output from the microphone M, and an A / A for converting the sending signal amplified by the microphone amplifier G1 from analog to digital.
D converter AD, which converts a digital reception signal output from the echo suppressor EC 'into an analog reception signal
A / A converter DA and a speaker amplifier G2 that amplifies the analog reception signal converted by the D / A converter DA and outputs the amplified signal to the speaker S.

【0004】エコー抑圧装置EC’は、スピーカSとマ
イクロホンMの音響結合などにより形成される帰還経路
(エコー経路)HABのインパルス応答を適応的に同定し
て帰還経路への入力信号(受話信号)から帰還経路HAB
のエコー成分を推定する適応フィルタ1と、適応フィル
タ1で推定されたエコー成分を帰還経路からの出力信号
(送話信号)より減算する減算器2とを備えている。適
応フィルタ1は可変の係数を有するプロセッサと係数を
随時決定していくアルゴリズムからなる従来周知のもの
であって、減算器2の出力信号(図7における点Cの信
号)の自乗平均値を最小化するアルゴリズム、例えば、
LMS(the Least-Mean-Square)アルゴリズムにより
可変の係数を適応更新することによって帰還経路HAB
エコー成分(帰還経路HABを介した受話信号の回り込み
成分)を推定する。そして、適応フィルタ1で推定され
たエコー成分を減算器2において送話信号から減算する
ことにより、送話信号に含まれるエコー成分のみを相殺
し、マイクロホンMで集音されたエコー以外の成分(マ
イクロホンMに対して通話者から発せられた音声や周囲
の騒音)に対しては損失を与えないものである。
The echo suppressor EC 'adaptively identifies an impulse response of a feedback path (echo path) H AB formed by acoustic coupling between the speaker S and the microphone M, and inputs an input signal (a reception signal) to the feedback path. ) To return path H AB
And a subtractor 2 for subtracting the echo component estimated by the adaptive filter 1 from an output signal (sending signal) from a feedback path. The adaptive filter 1 is a conventional well-known filter comprising a processor having a variable coefficient and an algorithm for determining the coefficient as needed. The adaptive filter 1 minimizes the root-mean-square value of the output signal of the subtracter 2 (signal at point C in FIG. 7). Algorithm, for example,
Estimating an echo component of the feedback path H AB (wraparound component of the received signal via a feedback path H AB) by a variable coefficient adaptive updating the LMS (the Least-Mean-Square ) algorithm. Then, by subtracting the echo component estimated by the adaptive filter 1 from the transmission signal in the subtracter 2, only the echo component included in the transmission signal is canceled, and components other than the echo collected by the microphone M ( It does not give any loss to the microphone M (voice or ambient noise emitted from a caller).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、適応フィル
タ1が固定小数点演算型のプロセッサで構成されるエコ
ー抑圧装置EC’においては、帰還経路HABの特性によ
り、得られるエコー抑圧量が異なるという性質がある。
通常、適応フィルタ1の各係数は−1〜1の範囲に収ま
るように設計されるが、この場合には、帰還経路HAB
利得が1倍以上になると係数のオーバーフローが生じて
しまう。適応フィルタ1の演算においては、係数のオー
バーフローが生じるとエコー抑圧量が低減してしまう。
したがって、固定小数点演算型のプロセッサで適応フィ
ルタ1を構成する場合、帰還経路H ABの利得が1倍以下
となるように通話系を構成する各部の増幅器の利得を設
計する必要がある。例えば、図7に示す拡声通話装置に
おいて、スピーカアンプG2の利得はD/A変換器DA
の最大出力電圧と、スピーカSの電気音響変換特性と、
通話装置としてスピーカSから送出すべき最大音圧とか
ら必然的に定まる。また、スピーカSからマイクロホン
Mへの音響伝搬系の利得は通話装置の筐体の構造や設置
環境(周囲の反射条件)から決定される値である。
The adaptive filter
Eco that data 1 consists of fixed-point arithmetic processor
-In the suppression device EC ', the return path HABDepending on the characteristics of
Therefore, there is a characteristic that the obtained echo suppression amounts are different.
Normally, each coefficient of the adaptive filter 1 falls within the range of -1 to 1.
In this case, the feedback path HABof
When the gain is more than 1 time, coefficient overflow occurs.
I will. In the operation of the adaptive filter 1, the coefficient
When the bar flow occurs, the echo suppression amount is reduced.
Therefore, adaptive filters can be used with fixed-point arithmetic processors.
In the case where the filter 1 is configured, the return path H ABGain of 1 or less
The gain of the amplifier in each part of the communication system is set so that
Need to be measured. For example, in the loudspeaker apparatus shown in FIG.
Here, the gain of the speaker amplifier G2 is the D / A converter DA
And the electroacoustic conversion characteristics of the speaker S,
The maximum sound pressure to be transmitted from the speaker S as a communication device
Is inevitably determined. Also, from the speaker S to the microphone
The gain of the sound propagation system to M depends on the structure and installation
This value is determined from the environment (ambient reflection conditions).

【0006】故に、帰還経路HABの利得を1倍以下とす
るためには、マイクロホンアンプG1の利得を所定の閾
値(スピーカアンプG2の利得と音響伝搬系の利得の積
の逆数)以下に設計する必要がある。すなわち、通話装
置から送出すべき最大音圧レベルが高く、また、スピー
カS、マイクロホンM間の距離が短くて音響伝搬系の利
得が大きいほど、マイクロホンアンプG1の利得を小さ
い値に設計する必要がある。その結果、A/D変換器A
Dへの入力信号のS/N比(音声対回路系が持つ信号/
雑音比)が小さくなり、送話信号の音質や抑圧特性が劣
化するという問題が生じる虞がある。
Therefore, in order to make the gain of the feedback path H AB equal to or less than one time, the gain of the microphone amplifier G1 is designed to be equal to or less than a predetermined threshold (the reciprocal of the product of the gain of the speaker amplifier G2 and the gain of the sound propagation system). There is a need to. In other words, it is necessary to design the gain of the microphone amplifier G1 to a smaller value as the maximum sound pressure level to be transmitted from the communication device is higher and the distance between the speaker S and the microphone M is shorter and the gain of the sound propagation system is larger. is there. As a result, the A / D converter A
S / N ratio of the input signal to D (the signal /
(Noise ratio) is reduced, and there is a possibility that the sound quality and the suppression characteristics of the transmission signal deteriorate.

【0007】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、帰還経路の利得が1倍
以上であっても適応フィルタの演算においてオーバーフ
ローを生じることなく所望のエコー抑圧量を得ることが
できるエコー抑圧装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to achieve a desired echo without causing overflow in the operation of an adaptive filter even if the gain of a feedback path is 1 or more. It is an object of the present invention to provide an echo suppression device capable of obtaining a suppression amount.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、マイクロホンとスピーカを用い
て拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、スピーカから
マイクロホンへの回り込みなどによって生じるエコーを
抑圧するエコー抑圧装置において、スピーカとマイクロ
ホンの音響結合などにより形成される帰還経路のインパ
ルス応答を適応的に同定して帰還経路への入力信号から
帰還経路のエコー成分を推定する適応フィルタと、適応
フィルタで推定されたエコー成分を帰還経路からの出力
信号より減算する減算器と、適応フィルタの前段又は後
段に設けられ、エコー成分がマイクロホンとスピーカと
の間での反射が無反射状態となる予め求められた最小値
となるときの帰還経路の帰還利得に所定の余裕利得を加
算した利得を有する増幅器とを備えたことを特徴とし、
適応フィルタへの入力又は適応フィルタからの出力が、
エコー成分が、マイクロホンとスピーカとの間での反射
が無反射状態となる、予め求められた最小値となるとき
の帰還経路の帰還利得に所定の余裕利得を加算した利得
で増幅されるため、帰還経路の利得が1倍以上であって
も適応フィルタの演算においてオーバーフローを生じる
ことなく、所望(例えば、利得が1倍未満の場合と同程
度)のエコー抑圧量を得ることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a voice communication system for performing a voice communication using a microphone and a loudspeaker. In an echo suppression device for suppressing echo, an adaptive filter that adaptively identifies an impulse response of a feedback path formed by acoustic coupling between a speaker and a microphone and estimates an echo component of the feedback path from an input signal to the feedback path. A subtractor for subtracting the echo component estimated by the adaptive filter from the output signal from the feedback path, and a subtractor provided before or after the adaptive filter so that the reflection between the echo component and the microphone and the speaker is in a non-reflection state. Has a gain obtained by adding a predetermined margin gain to the feedback gain of the feedback path when the predetermined minimum value is obtained. Characterized by including an amplifier,
The input to the adaptive filter or the output from the adaptive filter is
The echo component is amplified by a gain obtained by adding a predetermined margin gain to the feedback gain of the feedback path when the reflection between the microphone and the speaker becomes a non-reflection state and reaches a predetermined minimum value. Even if the gain of the feedback path is 1 or more, it is possible to obtain a desired echo suppression amount (for example, about the same as when the gain is less than 1) without causing overflow in the operation of the adaptive filter.

【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記増幅器は、利得が可変である可変増幅器からな
り、拡声通話の開始前に外部から利得が設定されること
を特徴とし、相手側通話端末との通話系に応じた適切な
利得を増幅器に設定することが可能となり、如何なる通
話系が形成される場合においても所望のエコー抑圧量が
得られる。
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the amplifier comprises a variable amplifier having a variable gain, and the gain is set externally before the start of the voice communication. It is possible to set an appropriate gain in the amplifier according to the communication system with the side communication terminal, and a desired amount of echo suppression can be obtained even when any communication system is formed.

【0010】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記増幅器が利得が可変である可変増幅器からな
り、減算器への入力信号と減算器からの出力信号を比較
してエコー成分の抑圧量を推定するエコー抑圧量推定部
と、エコー抑圧量推定部で推定される通話中の抑圧量が
有限利得区間で最大となる最適利得を抽出して増幅器に
設定する最適利得抽出部とを備えたことを特徴とし、通
話中に増幅器の利得を最適値に設定することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the amplifier comprises a variable amplifier having a variable gain, and an input signal to the subtractor is compared with an output signal from the subtractor to determine an echo component. An echo suppression amount estimating unit for estimating the amount of suppression, and an optimum gain extracting unit for setting an amplifier by extracting an optimum gain in which the amount of suppression during a call estimated by the echo suppression amount estimating unit is maximum in a finite gain section. The present invention is characterized in that the amplifier gain can be set to an optimum value during a call.

【0011】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、減算器への入力信号から、拡声通話に
よる音声の周波数帯域以外の周波数成分を除去する通話
帯域外除去フィルタを備えたことを特徴とし、音声の周
波数帯域以外の周波数成分が多いために適応フィルタの
みでは充分なエコー抑圧量が得られない場合において
も、通話帯域外除去フィルタにより音声の周波数帯域以
外の周波数成分を除去することができ、ハウリングに対
する耐性を向上することができる。
[0011] The invention of claim 4 is the invention of claim 1 or 2 or 3.
The invention according to the invention is characterized in that it comprises an out-of-band removal filter for removing a frequency component other than the frequency band of the voice by the loudspeaker from the input signal to the subtractor, because there are many frequency components other than the voice frequency band. Even when the adaptive filter alone cannot provide a sufficient echo suppression amount, the out-of-band removal filter can remove frequency components other than the voice frequency band, thereby improving howling resistance.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は本実施形態
のエコー抑圧装置ECを用いた拡声通話装置の一部省略
したブロック図である。ここで、本実施形態のエコー抑
圧装置ECの構成のうちで従来のエコー抑圧装置EC’
と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。また、拡声通話装置の構成は従来例と同一であるか
ら、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram, partly omitted, of a loudspeaker apparatus using an echo suppressor EC of this embodiment. Here, of the configuration of the echo suppressor EC of the present embodiment, the conventional echo suppressor EC ′
The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Further, since the configuration of the loudspeaker apparatus is the same as that of the conventional example, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0013】本実施形態は、適応フィルタ1の前段に増
幅器3を設けるとともに、この増幅器3の利得Gを、以
下のような値に設定している点に特徴がある。すなわ
ち、マイクロホンM及びスピーカSの前方が無反射の状
態(前方に音波を反射する物体が存在しない状態)にお
いて予め測定された帰還経路HABの利得G0[dB]
と、想定される拡声通話装置の設置環境における反射条
件を考慮した余裕利得MG[dB]との和を増幅器3の
利得Gとする(G=G0+MG)。但し、このようにし
て算出される利得Gが0[dB]よりも小さい場合には
G=0[dB]とする。
The present embodiment is characterized in that the amplifier 3 is provided in the preceding stage of the adaptive filter 1 and the gain G of the amplifier 3 is set to the following value. That is, the gain G0 [dB] of the feedback path H AB measured in advance in a state where the front of the microphone M and the speaker S is non-reflective (a state where no object that reflects a sound wave is present ahead).
And the margin gain MG [dB] in consideration of the reflection condition in the assumed environment of the loudspeaker communication device is defined as the gain G of the amplifier 3 (G = G0 + MG). However, when the gain G thus calculated is smaller than 0 [dB], G = 0 [dB].

【0014】而して、適応フィルタ1への入力信号が増
幅器3によってG倍され、しかも、増幅器3の利得Gが
実使用時の帰還経路HABの利得以上となるため、適応フ
ィルタ1が固定小数点演算型のプロセッサで構成されて
いる場合において帰還経路H ABの利得が1倍以上となっ
ても、適応フィルタ1の演算においてオーバーフローを
生じることなく、所望(例えば、利得が1倍未満の場合
と同程度)のエコー抑圧量を得ることができる。
Thus, the number of input signals to the adaptive filter 1 increases.
It is multiplied by G by the width unit 3, and the gain G of the amplifier 3 is
Return path H in actual useABAdaptive gain.
Filter 1 is composed of a fixed-point arithmetic processor.
Return path H ABGain is more than 1 times
However, overflow occurs in the operation of the adaptive filter 1.
Desired, for example, if the gain is less than 1x
Echo suppression amount).

【0015】なお、本実施形態では増幅器3を適応フィ
ルタ1の前段に設けているが、適応フィルタ1の後段に
増幅器3を設けても同様の効果を奏することはいうまで
もない。また、増幅器3に利得が可変である可変増幅器
を用いれば、上述の測定結果に応じて増幅器3の利得G
が変更可能となり、汎用性を高めることができる。
In this embodiment, the amplifier 3 is provided before the adaptive filter 1. However, it is needless to say that the same effect can be obtained even if the amplifier 3 is provided after the adaptive filter 1. Further, if a variable amplifier having a variable gain is used for the amplifier 3, the gain G
Can be changed, and versatility can be improved.

【0016】(実施形態2)本実施形態は、増幅器3を
可変増幅器とし、通話開始前に外部から増幅器3の利得
Gを設定する点に特徴がある。また、本実施形態におけ
る拡声通話装置は、相手側通話端末としてのドアホン子
機(図示せず)との間で双方向の同時通話を実現可能と
した所謂ハンズフリーインターホンの親機として構成さ
れる。この親機は、図2に示すように図示しない通話ボ
タンの押操作によって発生しドアホン子機との通話開始
のトリガ信号となる通話開始信号等を受信し、親機が具
備する通話制御用のスイッチやリレー等の接続、開放の
制御を行う通話路制御モジュール11と、エコー抑圧装
置ECの増幅器3に対して利得Gを設定する利得設定モ
ジュール12を実装したCPUからなる通話制御部10
と、利得Gの候補値を記憶する不揮発性メモリ13とを
備えている。
(Embodiment 2) This embodiment is characterized in that the amplifier 3 is a variable amplifier and the gain G of the amplifier 3 is set from the outside before the start of communication. In addition, the loudspeaker apparatus according to the present embodiment is configured as a master unit of a so-called hands-free intercom capable of realizing a two-way simultaneous call with a door phone slave unit (not shown) as a call terminal of the other party. . As shown in FIG. 2, the master unit receives a call start signal or the like which is generated by pressing a call button (not shown) and serves as a trigger signal for starting a call with the intercom slave unit. A call control unit 10 comprising a CPU mounted with a call path control module 11 for controlling connection and opening of switches and relays, and a gain setting module 12 for setting a gain G for the amplifier 3 of the echo suppressor EC.
And a nonvolatile memory 13 for storing a candidate value of the gain G.

【0017】ここで、本実施形態における親機は有線又
は無線の伝送系を介して複数台のドアホン子機や他の親
機等の通話端末と通話が可能となっている。このように
親機からみた相手側通話端末が複数台存在し、且つこれ
らの種類が異なるような場合、何れの通話端末との間で
通話路が形成されるかによって増幅器3の利得Gの最適
値が異なることとなる。
Here, the master unit in the present embodiment is capable of talking with a plurality of intercom units and other communication terminals such as other master units via a wired or wireless transmission system. In this way, when there are a plurality of communication terminals on the other side viewed from the master unit and these types are different, the optimum gain G of the amplifier 3 depends on which of the communication terminals forms a communication path. The values will be different.

【0018】そこで、本実施形態では上述の種々の状況
に応じた増幅器3の利得Gの複数の候補値を不揮発性メ
モリ13に予め記憶させておき、通話制御部10の通話
路制御モジュール11にて親機と相手側通話端末との通
話路が確定された後、利得設定モジュール12が確定さ
れた通話路に適した利得Gの候補値を選出して不揮発性
メモリ13から読み出すとともに、通話開始前に増幅器
3に対して読み出した利得Gの候補値を転送して設定す
る。而して、このように通話系毎に最適化された利得G
の候補値を不揮発性メモリ13に記憶させておけば、回
路構成を変更すること無しに種々の通話系に容易に対応
することができる。
Therefore, in the present embodiment, a plurality of candidate values of the gain G of the amplifier 3 corresponding to the various situations described above are stored in the nonvolatile memory 13 in advance, and are stored in the communication path control module 11 of the communication control unit 10. After the communication path between the master unit and the other party's communication terminal is determined, the gain setting module 12 selects a candidate value of the gain G suitable for the determined communication path, reads it out from the nonvolatile memory 13, and starts the communication. The candidate value of the gain G read to the amplifier 3 previously is transferred and set. Thus, the gain G thus optimized for each communication system
Is stored in the nonvolatile memory 13, it is possible to easily cope with various communication systems without changing the circuit configuration.

【0019】なお、本実施形態では利得Gの複数の候補
値を不揮発性メモリ13に格納しているが、通話制御部
10を構成するCPUが具備するマスクROMに格納す
るようにしても良い。
Although a plurality of candidate values of the gain G are stored in the nonvolatile memory 13 in the present embodiment, they may be stored in a mask ROM provided in a CPU constituting the communication control unit 10.

【0020】(実施形態3)本実施形態は、増幅器3を
可変増幅器とし、減算器2への入力信号(エコー成分抑
圧前の送話信号)と減算器2からの出力信号(エコー成
分抑圧後の送話信号)を比較してエコー成分の抑圧量を
推定するエコー抑圧量推定部4と、エコー抑圧量推定部
4で推定される通話中の抑圧量が有限利得区間で最大と
なる最適な利得Gを抽出して増幅器3に設定する最適利
得抽出部5とを備えた点に特徴がある。なお、エコー抑
圧量推定部4並びに最適利得抽出部5はDSPあるいは
CPUによって構成可能である。
(Embodiment 3) In this embodiment, the amplifier 3 is a variable amplifier, and the input signal to the subtractor 2 (the transmission signal before echo component suppression) and the output signal from the subtractor 2 (after the echo component suppression) The echo suppression amount estimating unit 4 for estimating the amount of suppression of the echo component by comparing the transmission signals of the echo signals with each other, and the optimum amount of suppression during a call estimated by the echo suppression amount estimating unit 4 becomes maximum in the finite gain section. It is characterized in that it has an optimum gain extraction unit 5 that extracts the gain G and sets it to the amplifier 3. The echo suppression amount estimating unit 4 and the optimum gain extracting unit 5 can be configured by a DSP or a CPU.

【0021】次に、図4のフローチャートを参照してエ
コー抑圧量推定部4及び最適利得抽出部5の動作を説明
する。最適利得抽出部5ではN個の最適利得の候補値G
0〜GN-1を予め記憶しており、通話中に最適利得の抽出
処理を開始すると、まず1番目の候補値G0を増幅器3
の利得Gに設定する。そして、所定のウェイト時間経過
後にエコー抑圧量推定部4が減算器2の入出力信号を比
較することで候補値G0に対するエコー抑圧量の推定値
ERLE0を求める。続いて、最適利得抽出部5が2番
目の候補値G1を増幅器3の利得Gに設定し、所定のウ
ェイト時間経過後にエコー抑圧量推定部4が候補値G1
に対するエコー抑圧量の推定値ERLE1を求める。以
下、順次N番目の候補値GN-1に対するエコー抑圧量の
推定値ERLEN-1までを求め、これらN個の推定値E
RLE0〜ERLEN-1の最大値ERLEkを選出し、そ
の最大値ERLEkが得られる候補値Gkを利得Gの最適
値として増幅器3に設定する。
Next, the operation of the echo suppression amount estimating unit 4 and the optimum gain extracting unit 5 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the optimal gain extracting unit 5, N optimal gain candidate values G
0 to G N-1 are stored in advance, and when the process of extracting the optimum gain is started during a call, the first candidate value G 0 is firstly stored in the amplifier 3.
Is set to the gain G. After the elapse of a predetermined wait time, the echo suppression amount estimating unit 4 compares the input / output signals of the subtracter 2 to obtain an echo suppression amount estimation value ERLE 0 for the candidate value G 0 . Subsequently, the optimum gain extracting unit 5 sets the second candidate value G 1 to the gain G of the amplifier 3, and after a predetermined wait time has elapsed, the echo suppression amount estimating unit 4 sets the candidate value G 1.
Of the echo suppression amount ERLE 1 with respect to. Hereinafter, up to the estimated value ERLE N-1 of the echo suppression amount for the N- th candidate value G N-1 are obtained, and these N estimated values E
A maximum value ERLE k of RLE 0 to ERLE N−1 is selected, and a candidate value G k at which the maximum value ERLE k is obtained is set in the amplifier 3 as an optimum value of the gain G.

【0022】而して、本実施形態は上述のように構成し
たものであるから、通話中に増幅器3の利得Gを最適値
に設定することができる。したがって、想定される各種
の通話系に応じた充分な数の候補値G0,…を用意して
おけば、事前に各通話系毎に測定して最適利得を求めて
おく必要がなく、使い勝手の向上が図れるという利点が
ある。
Since the present embodiment is configured as described above, the gain G of the amplifier 3 can be set to an optimum value during a call. Therefore, if a sufficient number of candidate values G 0 ,... Corresponding to various assumed communication systems are prepared, it is not necessary to measure in advance for each communication system to obtain an optimum gain, and it is easy to use. There is an advantage that the improvement can be achieved.

【0023】(実施形態4)ところで、これまで説明し
た親機における帰還経路HABの周波数特性(振幅特性)
は、マイクロホンM並びにマイクロホンアンプG1の振
幅特性がほぼ平坦とみなせることから、スピーカSの周
波数特性並びに親機の筐体の構造(マイクロホンM並び
にスピーカSの取付方を含む)によって決定される。そ
して、筐体の構造によっては、図6に示すように振幅特
性に鋭いピークPが生じる場合がある。ところが、適応
フィルタ1への入力信号(受話信号)は相手側通話端末
から伝送されてくる受話音声であり、大半のエネルギが
人の声に応じた周波数帯域(これを「通話帯域」と呼
ぶ)T内に集中している。したがって、適応フィルタ1
では帰還経路HABの通話帯域Tにおける伝達特性につい
ては高い精度で近似することが可能であるが、通話帯域
T以外における伝達特性については近似精度が低下する
ことになる。そのため、送話信号に含まれるエコー成分
の通話帯域T外のピークPに関しては所望の抑圧効果を
得ることができず、例えば、図5に示すように相手側通
話端末においても回り込みが生じて通話回路内に閉ルー
プが形成される場合には、通話帯域T外のピークPの周
波数付近において上記閉ループの一巡利得が大きくなっ
てハウリングが生じ易くなる。
(Embodiment 4) By the way, the frequency characteristic (amplitude characteristic) of the feedback path H AB in the master unit described so far.
Since the amplitude characteristics of the microphone M and the microphone amplifier G1 can be considered to be substantially flat, it is determined by the frequency characteristics of the speaker S and the structure of the housing of the parent device (including the way of mounting the microphone M and the speaker S). Then, depending on the structure of the housing, a sharp peak P may occur in the amplitude characteristic as shown in FIG. However, the input signal (received signal) to the adaptive filter 1 is a received voice transmitted from the other party's call terminal, and most of the energy is in a frequency band corresponding to a human voice (this is called a "call band"). Concentrated in T. Therefore, adaptive filter 1
In this case, the transfer characteristics of the feedback path H AB in the communication band T can be approximated with high accuracy, but the transfer characteristics outside the communication band T have lower approximation accuracy. Therefore, a desired suppression effect cannot be obtained for the peak P of the echo component included in the transmission signal outside the communication band T. For example, as shown in FIG. When a closed loop is formed in the circuit, the loop gain of the closed loop becomes large near the frequency of the peak P outside the communication band T, and howling tends to occur.

【0024】そこで、本実施形態では、図5に示すよう
に減算器2への入力信号から通話帯域T以外の周波数成
分を除去する通話帯域外除去フィルタ6を設けている。
この通話帯域外除去フィルタ6は、通話帯域Tを通過域
周波数範囲に略一致させた帯域通過型フィルタ(バンド
・パス・フィルタ)からなり、減算器2の入力側に設け
られる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, an out-of-band filter 6 for removing frequency components other than the bandwidth T from the input signal to the subtractor 2 is provided.
The out-of-band filter 6 comprises a band-pass filter (band-pass filter) in which the band T is substantially matched to the passband frequency range, and is provided on the input side of the subtractor 2.

【0025】而して、本実施形態は上述のように構成し
たものであるから、通話帯域T以外の周波数成分が多い
ために適応フィルタ1のみでは充分なエコー抑圧量が得
られない場合においても、通話帯域外除去フィルタ6に
より通話帯域T以外の周波数成分を除去することがで
き、ハウリングに対する耐性を向上することができる。
Since the present embodiment is constructed as described above, even if the adaptive filter 1 alone cannot provide a sufficient amount of echo suppression due to the large number of frequency components other than the speech band T, The frequency components other than the communication band T can be removed by the communication band out-of-band removal filter 6, and the resistance to howling can be improved.

【0026】[0026]

【発明の効果】請求項1の発明は、マイクロホンとスピ
ーカを用いて拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、ス
ピーカからマイクロホンへの回り込みなどによって生じ
るエコーを抑圧するエコー抑圧装置において、スピーカ
とマイクロホンの音響結合などにより形成される帰還経
路のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路への入
力信号から帰還経路のエコー成分を推定する適応フィル
タと、適応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経路
からの出力信号より減算する減算器と、適応フィルタの
前段又は後段に設けられ、エコー成分がマイクロホンと
スピーカとの間での反射が無反射状態となる予め求めら
れた最小値となるときの帰還経路の帰還利得に所定の余
裕利得を加算した利得を有する増幅器とを備えたので、
適応フィルタへの入力又は適応フィルタからの出力が、
エコー成分がマイクロホンとスピーカとの間での反射が
無反射状態となる予め求められた最小値となるときの帰
還経路の帰還利得に所定の余裕利得を加算した利得で増
幅されるため、帰還経路の利得が1倍以上であっても適
応フィルタの演算においてオーバーフローを生じること
なく、所望(例えば、利得が1倍未満の場合と同程度)
のエコー抑圧量を得ることができるという効果がある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an echo suppressor for use in a loud-speaking communication system for performing a loud-speaking call using a microphone and a loudspeaker, wherein the loudspeaker and the microphone are suppressed. An adaptive filter that adaptively identifies the impulse response of the feedback path formed by acoustic coupling of the filter, and estimates the echo component of the feedback path from the input signal to the feedback path, and returns the echo component estimated by the adaptive filter to the feedback path. A subtractor for subtracting from the output signal of the adaptive filter, and a feedback provided when the echo component has a predetermined minimum value at which the reflection between the microphone and the speaker becomes a non-reflection state, provided before or after the adaptive filter. And an amplifier having a gain obtained by adding a predetermined margin gain to the feedback gain of the path.
The input to the adaptive filter or the output from the adaptive filter is
Since the echo component is amplified by a gain obtained by adding a predetermined margin gain to the feedback gain of the feedback path when the reflection between the microphone and the speaker becomes a non-reflection state and reaches a predetermined minimum value. Even if the gain is 1 or more, the overflow does not occur in the operation of the adaptive filter, and it is desired (for example, about the same as when the gain is less than 1).
This has the effect that the amount of echo suppression can be obtained.

【0027】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記増幅器は、利得が可変である可変増幅器からな
り、拡声通話の開始前に外部から利得が設定されるの
で、相手側通話端末との通話系に応じた適切な利得を増
幅器に設定することが可能となり、如何なる通話系が形
成される場合においても所望のエコー抑圧量が得られる
という効果がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the amplifier comprises a variable amplifier having a variable gain, and the gain is externally set before the start of the loudspeaking call. Therefore, it is possible to set an appropriate gain according to the communication system of the amplifier in the amplifier, and it is possible to obtain a desired amount of echo suppression even when any communication system is formed.

【0028】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記増幅器が利得が可変である可変増幅器からな
り、減算器への入力信号と減算器からの出力信号を比較
してエコー成分の抑圧量を推定するエコー抑圧量推定部
と、エコー抑圧量推定部で推定される通話中の抑圧量が
有限利得区間で最大となる最適利得を抽出して増幅器に
設定する最適利得抽出部とを備えたので、通話中に増幅
器の利得を最適値に設定することができるという効果が
ある。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the amplifier is a variable amplifier having a variable gain, and an input signal to the subtractor and an output signal from the subtractor are compared to determine the echo component. An echo suppression amount estimating unit for estimating the amount of suppression, and an optimum gain extracting unit for setting an amplifier by extracting an optimum gain in which the amount of suppression during a call estimated by the echo suppression amount estimating unit is maximum in a finite gain section. With this arrangement, the gain of the amplifier can be set to an optimum value during a call.

【0029】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、減算器への入力信号から、拡声通話に
よる音声の周波数帯域以外の周波数成分を除去する通話
帯域外除去フィルタを備えたので、音声の周波数帯域以
外の周波数成分が多いために適応フィルタのみでは充分
なエコー抑圧量が得られない場合においても、通話帯域
外除去フィルタにより音声の周波数帯域以外の周波数成
分を除去することができ、ハウリングに対する耐性を向
上することができるという効果がある。
The invention of claim 4 is the invention of claim 1 or 2 or 3
In the invention according to the invention, since an out-of-speech band removal filter for removing a frequency component other than the frequency band of the voice by the loudspeaker from the input signal to the subtractor is provided, the adaptive filter Even when only a sufficient amount of echo suppression cannot be obtained with only the above, there is an effect that frequency components other than the frequency band of the voice can be removed by the out-of-band removal filter, and the resistance to howling can be improved.

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

【図1】実施形態1を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment.

【図2】実施形態2を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment.

【図3】実施形態3を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment.

【図4】同上の動作説明用のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the above.

【図5】実施形態4を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment.

【図6】同上の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of the above.

【図7】従来例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

EC エコー抑圧装置 1 適応フィルタ 2 減算器 3 増幅器 EC echo suppressor 1 Adaptive filter 2 Subtractor 3 Amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺澤 章 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5K027 BB03 DD10 HH01 5K038 AA07 FF13 5K046 HH13 HH37 HH57 HH79  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Akira Terasawa, Inventor 1048, Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Works, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロホンとスピーカを用いて拡声通
話を行う拡声通話系に用いられ、スピーカからマイクロ
ホンへの回り込みなどによって生じるエコーを抑圧する
エコー抑圧装置において、スピーカとマイクロホンの音
響結合などにより形成される帰還経路のインパルス応答
を適応的に同定して帰還経路への入力信号から帰還経路
のエコー成分を推定する適応フィルタと、適応フィルタ
で推定されたエコー成分を帰還経路からの出力信号より
減算する減算器と、適応フィルタの前段又は後段に設け
られ、エコー成分がマイクロホンとスピーカとの間での
反射が無反射状態となる予め求められた最小値となると
きの帰還経路の帰還利得に所定の余裕利得を加算した利
得を有する増幅器とを備えたことを特徴とするエコー抑
圧装置。
1. An echo suppressor used in a loud-speaking communication system for making a loud-speaking call using a microphone and a loudspeaker. An adaptive filter that adaptively identifies the impulse response of the return path and estimates the echo component of the return path from the input signal to the return path, and subtracts the echo component estimated by the adaptive filter from the output signal from the return path. The subtractor and the adaptive filter are provided before or after the adaptive filter, and the feedback gain of the feedback path when the echo component has a predetermined minimum value at which the reflection between the microphone and the speaker becomes a non-reflection state is set to a predetermined value. An echo suppressor, comprising: an amplifier having a gain obtained by adding a margin gain.
【請求項2】 前記増幅器は、利得が可変である可変増
幅器からなり、拡声通話の開始前に外部から利得が設定
されることを特徴とする請求項1記載のエコー抑圧装
置。
2. The echo suppressor according to claim 1, wherein said amplifier comprises a variable amplifier having a variable gain, and the gain is set from outside before the start of the loudspeaker call.
【請求項3】 前記増幅器が利得が可変である可変増幅
器からなり、減算器への入力信号と減算器からの出力信
号を比較してエコー成分の抑圧量を推定するエコー抑圧
量推定部と、エコー抑圧量推定部で推定される通話中の
抑圧量が有限利得区間で最大となる最適利得を抽出して
増幅器に設定する最適利得抽出部とを備えたことを特徴
とする請求項1記載のエコー抑圧装置。
3. An echo suppression amount estimator for comparing the input signal to the subtractor and the output signal from the subtractor to estimate the amount of suppression of the echo component, wherein the amplifier comprises a variable amplifier having a variable gain; 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: an optimum gain extracting unit configured to extract an optimum gain in which a suppression amount during a call estimated by the echo suppression amount estimating unit is maximum in a finite gain section and set the optimum gain in an amplifier. Echo suppression device.
【請求項4】 減算器への入力信号から、拡声通話によ
る音声の周波数帯域以外の周波数成分を除去する通話帯
域外除去フィルタを備えたことを特徴とする請求項1又
は2又は3記載のエコー抑圧装置。
4. The echo according to claim 1, further comprising a speech band out-of-band removal filter for removing a frequency component other than the frequency band of the voice of the loudspeaker speech from the input signal to the subtractor. Suppression device.
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