JP2006148540A - Device and method for calculating call state value - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハンズフリー通話、遠隔会議、などにおけるエコーキャンセラを使用した系における通話状態を数値で表した通話状態値を算出する装置およびその方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for calculating a call state value in which a call state in a system using an echo canceller in a hands-free call, a remote conference, and the like is expressed numerically.
図1に示すように、端子9に入力した受話信号x(k)がスピーカ11からマイクロホン12ヘ回り込むエコーを消去する従来のエコーキャンセラ10は、スピーカ11とマイクロホン12間のエコー経路のインパルス応答を要素として持つ長さ(即ちタップ数)Lのベクトルhの擬似特性h'(k)を保持する擬似エコー経路を適応フィルタ13で実現している。ここで、kは、所定間隔の離散時間を指すステップ数である。なお、スピーカ11に与える信号、マイクロホン12で収音された信号はアナログ信号であり、以下の説明では、ディジタル信号を扱うので、それぞれDA変換器、AD変換器によって変換を行う必要があるが、それらは当然のことであり、図示してない。また、エコーキャンセラ10の信号処理技術自体は周知であり、各種信号を表す記号がベクトルであるか否かを区別して表してなくてもこの技術分野の技術者であれば容易に理解できるので、本明細書の文章中においては信号の記号がベクトルであるか否かの区別をしない。ただし、数式イメージ中および図面中にはベクトルを太字で表している。
As shown in FIG. 1, a
適応フィルタ13は受話信号x(k)と擬似特性h'(k)との畳み込み演算により擬似エコー信号d'(k)を生成し、実際のエコー信号を含むマイクロホン12の収音信号(エコー消去前信号とも呼ぶ)y(k)から減算器15により減算することで、エコーキャンセラの出力信号でもあるエコー消去信号(送話信号とも呼ぶ)e(k)を出力する。また、係数更新部14は受話信号x(k)と誤差信号e(k)とを用いて、擬似特性h'(k)の特性を随時推定し、適応フィルタ13に設定する。
係数更新部14による、例えば学習同定アルゴリズムを用いた場合の擬似特性h'(k)の推定は、
The estimation of the pseudo characteristic h ′ (k) when the
で表される。ここで、x(k)=[x(k),x(k-1),…,x(k-L+1)]T、αは係数の更新幅を与えるステップサイズであり、0から2の間の値をとる実数である。δは分母が0になることを防止するための微小な定数である。式(1) が示すように、前回の擬似特性h’(k-1)に対し更新量を加えて今回の擬似特性h’(k)を得る。
エコーキャンセラは、マイクロホン12で収音した収音信号y(k)に、スピーカ11から放射された受話信号x(k)のみが含まれる状態(シングルトーク)のときに正常に動作する。実用上の問題として、エコー信号に送話者の信号が混入する同時通話、いわゆるダブルトークが頻繁に起こり、係数更新部14において適応フィルタ13の学習適応制御が誤動作し、エコーの消し残りが目立つようになる。このため、ダブルトーク検出部16はエコー消去信号e(k)と収音信号y(k)を使ってダブルトークを検出すると、係数更新部14での適応フィルタ13のタップ係数の更新を停止させ、エコー消去量が劣化しないようにしている。
It is represented by Here, x (k) = [x (k), x (k-1),..., X (k-L + 1)] T , α is a step size that gives a coefficient update width, and is 0 to 2 A real number that takes a value between. δ is a minute constant for preventing the denominator from becoming zero. As shown in Expression (1), the update amount is added to the previous pseudo characteristic h ′ (k−1) to obtain the current pseudo characteristic h ′ (k).
The echo canceller operates normally when the collected signal y (k) collected by the
ダブルトーク検出部16における、ダブルトークの検出は、特許文献1に記載の手法を用いると、次式
によって行う。ここでKは、エコー消去信号e(k)と収音信号y(k)の対数振幅比に基づいてダブルトークを判定するための予め決めた閾値、qは整数係数であり、いずれも適当な値に設定できる。式(2)の対数振幅比はエコー消去量に対応(正確にはエコー消去量の逆数に対応)している。また、式(3)、式(4)のパワー計算は、エコー除去前のパワーY(k-1), E(k-1)と、エコー除去後の信号y(k), e(k)のパワーのそれぞれ一つ前の値を使用して、巡回型フィルタ演算を行うものである。
しかしながら、上記の式(2)において、信号波形の各離散時間の振幅値による振幅比の誤差が大きいため、ダブルトーク検出精度が劣化するという問題点があった。また、振幅比を予め決めた閾値Kと比較して決定するダブルトークの検出精度は、入力信号によってエコー消去量が異なるため、入力信号に大きく依存するという問題点もあった。
本発明の課題は、このような問題に起因するエコーキャンセラの性能劣化を抑圧し、ダブルトーク検出精度が高く、入力信号への依存が小さい通話状態値算出装置および算出方法を提供することである。
However, in the above equation (2), there is a problem that the accuracy of double talk detection deteriorates because the error of the amplitude ratio due to the amplitude value of each discrete time of the signal waveform is large. In addition, the detection accuracy of double talk, which is determined by comparing the amplitude ratio with a predetermined threshold value K, has a problem that it greatly depends on the input signal because the echo cancellation amount differs depending on the input signal.
An object of the present invention is to provide a call state value calculation apparatus and calculation method that suppresses performance degradation of an echo canceller due to such a problem, has high doubletalk detection accuracy, and is less dependent on an input signal. .
この発明によれば、一連の離散的時点の時点kにおけるエコー消去信号とエコー消去前信号のそれぞれ一定サンプル数Lに渡るピークホールドの比の積算値と、与えられた通話状態値とからエコー消去量推定値を算出し、時点(k+1)におけるエコー消去信号とエコー消去前信号のそれぞれ一定サンプル数Lに渡るピークホールドの比の積算値と、上記エコー消去量推定値とから上記通話状態値を算出する。 According to the present invention, echo cancellation is performed from the integrated value of the ratio of peak hold over a certain number of samples L of the echo cancellation signal and the signal before echo cancellation at a time point k in a series of discrete time points, and a given call state value. The amount of estimated value is calculated, and the call state is calculated from the integrated value of the ratio of peak hold over a fixed number of samples L of the echo cancellation signal and the signal before echo cancellation at time (k + 1) and the echo cancellation amount estimation value. Calculate the value.
この発明によれば、エコー消去前信号とエコー消去信号のそれぞれ一定サンプル数に渡るピークホールドの比の積算値とエコー消去量推定値に基づいて通話状態値を算出しているので、従来のような各離散時間の振幅比の誤差を避けることができる。また、通話状態値を算出するためのエコー消去量推定値はエコー消去信号e(k)とエコー消去前信号y(k)から求めることができるため、ダブルトーク検出精度が受話信号に大きく依存するという従来の問題を解決できる。 According to the present invention, since the call state value is calculated based on the integrated value of the ratio of peak hold over the predetermined number of samples of the pre-echo cancellation signal and the echo cancellation signal and the estimated echo cancellation amount, Such an error in the amplitude ratio of each discrete time can be avoided. In addition, since the echo cancellation amount estimated value for calculating the call state value can be obtained from the echo cancellation signal e (k) and the signal y (k) before echo cancellation, the double talk detection accuracy greatly depends on the received signal. Can solve the conventional problem.
実施例1
図2を参照して本発明による通話状態値算出装置をエコーキャンセラ10に適用した実施例を以下に説明する。即ち、入力受話信号x(k)を適応等化フィルタ13により処理して擬似エコー信号d’(k)を生成し、マイクロホン12で収音された収音信号(エコー消去前信号)y(k)から擬似エコー信号d’(k)を減算器15で減算してエコー消去信号(送話信号)e(k)が生成される。係数更新部14はエコー消去信号e(k)と受話信号x(k)とに基づいて式(1) と同様のタップ係数更新を行うが、この発明による通話状態値算出装置100によって算出された通話状態値c(k)により係数更新14における係数更新のステップ係数αを制御する。
Example 1
An embodiment in which the call state value calculation apparatus according to the present invention is applied to the
図2の構成では、通話状態値算出装置100はエコー消去量推定部20と、通話状態値算出部30により構成されている。通話状態値算出部30は収音信号y(k)とエコー消去信号e(k)とエコー消去量推定値b(k)が入力され、通話状態値c(k)を出力する。エコー消去量推定部20は収音信号y(k)とエコー消去信号e(k)と通話状態値c(k)とが入力され、エコー消去量推定値b(k)を出力する。通話状態値c(k)は、マイクロホン12によりエコーのみ収音されるシングルトーク状態であると推定された信頼度を示す数値で、最大値εに近いほど信頼度が高くシングルトーク状態であることを示し、ゼロに近いほど信頼度が低くシングルトークではない状態であることを示す。
In the configuration of FIG. 2, the call state value calculation device 100 includes an echo cancellation
通話状態値算出部30は通話状態値c(k)を次式により算出する。
エコー消去量推定部20は、式(5)に用いられるエコー消去量推定値b(k)を以下のように算出する。
The echo cancellation
βはエコー消去量推定値を徐々に減少させる係数であり、γはεより小さい予め決めた正の値であり、エコー消去量推定値b(k)を更新させるか否かを判定する閾値である。c(k)がγ以下の場合はシングルトークでない可能性が高いので、エコー消去信号e(k)と収音信号y(k)を使ってのエコー消去量推定値の計算を行わず、前回の時点(k-1)でのエコー消去量推定値b(k-1)に係数βを乗算した値を今回のエコー消去量推定値b(k)として使用する。c(k)がγより大であればシングルトークの可能性が高いので、エコー消去信号e(k)と収音信号y(k)から式(6)のようにエコー消去量推定値b(k)を算出する。 β is a coefficient for gradually decreasing the echo cancellation amount estimated value, γ is a predetermined positive value smaller than ε, and is a threshold value for determining whether or not to update the echo cancellation amount estimated value b (k). is there. If c (k) is less than γ, there is a high possibility that it is not a single talk.Therefore, the echo cancellation amount estimated value is not calculated using the echo cancellation signal e (k) and the collected sound signal y (k). A value obtained by multiplying the estimated echo cancellation amount b (k−1) at the time (k−1) by the coefficient β is used as the current echo cancellation amount estimation value b (k). If c (k) is larger than γ, there is a high possibility of single talk, so the echo cancellation amount estimate b () is calculated from the echo cancellation signal e (k) and the collected sound signal y (k) as shown in Equation (6). k) is calculated.
通話状態値c(k)は、エコー消去量推定値b(k)と、収音信号y(k)とエコー消去信号e(k)のピークホールド値の比との関係により、通話状態として、マイクロホンにエコーのみ収音されるシングルトーク状態とシングルトークではない状態の2つの状態の連続値を返す。エコーキャンセラが十分に収束していると仮定すれば、通話状態値c(k)は常に正の値となり、シングルトーク状態である信頼度が高いほど係数εに近い値を、シングルトークでない状態である信頼度が高いほど0に近い値を算出し、適応フィルタヘのフィードバックだけでなく、制御情報として様々なエコーキャンセラのパラメータに適用される。 The call state value c (k) is a call state based on the relationship between the echo cancellation amount estimated value b (k) and the ratio of the peak hold value of the collected sound signal y (k) and the echo cancellation signal e (k). Returns a continuous value of two states, a single talk state where only echo is picked up by the microphone and a non-single talk state. Assuming that the echo canceller has sufficiently converged, the call state value c (k) is always a positive value, and the higher the reliability in the single talk state, the closer to the coefficient ε, in the non-single talk state. As the certain reliability increases, a value closer to 0 is calculated and applied not only to feedback to the adaptive filter but also to various echo canceller parameters as control information.
図3は式(5), (6)を計算する通話状態値算出部30とエコー消去量推定部20の構成例を示し、図4はその計算を行う処理手順を示す。式(5)と(6)を比較すると、式(5)中のΣによる総和を求める式は式(6)中のΣによる総和を求める式と同じである。ただし、前者が時点kにおける最新のL個のサンプルについての総和であるのに対し、後者は時点(k-1)における最新のL個のサンプルについての総和である。したがって、ここでは総和Σの計算において常に1時点前の総和Σを保持しておくことにより、重複演算を避ける構成を示す。また、総和中のピークホールド値PH{(10log10({e(k-i)}2+δ)}の具体的な求め方は、式の表現を簡略化するため
により求める。max{a, b}はa,bのうち、値の大きい方を選択することを表す。τは0より大で1より小の予め決めた値である。
図3に示すように、エコー消去量推定部20は、エコー消去信号e(k)および収音信号y(k)についてのパワーピークホールド値PH{E(k-i)}、PH{Y(k-i)}を算出するピークホールド算出部21E,21Yと、それらのピークホールド値の差分(対数パワー比に対応)を求める減算器22Aと、減算結果、即ちパワーピーク比をi=0,…,L-1について積算する総和部22Bと、比の積算値に1/Lを乗算する(即ちLで割り算する)ことにより平均化し、暫定エコー消去量推定値b’(k)とする乗算器23と、暫定エコー消去量推定値b’(k)をホールドする暫定推定値ホールド部24と、暫定推定値ホールド部24に保持されている前回の暫定エコー消去量推定値b’(k-1)に係数βを乗算する乗算器25と、その乗算結果βb’(k-1)と暫定エコー消去量推定値b’(k)が与えられ、c(k)<γであればβb’(k-1)を、そうでなければb’(k)をエコー消去量推定値b(k)として出力する推定値選択部26と、推定値選択部26が出力したエコー消去量推定値b(k)ホールドする推定値ホールド部27とから構成されている。減算器22Aと総和部22Bはピーク比積算部22を構成している。
Ask for. max {a, b} represents selecting the larger one of a and b. τ is a predetermined value larger than 0 and smaller than 1.
As shown in FIG. 3, the echo cancellation
ピークホールド算出部21Eは最新のL個のエコー消去信号サンプルe(k), e(k-1), ..., e(k-L+1)を保持する記憶部21E1と、式(7)による時点(k-i)の対数パワーE(k-1)を計算するサンプルパワー算出部21E2と、対数パワーE(k-1)に係数τを乗算する乗算器21E3と、時点 (k-i-1)のピークホールド値PH{E(k-i-1)}とτE(k-i)のうち、値の大きい方をピークホールド値PH{E(k-i)}として選択出力するピーク値選択部21E4と、選択したピークホールド値PH{E(k-i)}を保持するピークホールド部21E5とから構成されている。
収音信号y(k)に対するピークホールド算出部21Yもピークホールド算出部21Eと同様に構成されており、説明を省略する。
The peak
The peak
一方、通話状態値算出部30は、エコー消去量推定部20からの暫定エコー消去量推定値b’(k)と、推定値ホールド部27からの前時点(k-1)でのエコー消去量推定値b(k-1)との比rB=b’(k)/{b(k-1)+τ}を求める比算出部31と、算出された比rBと所定値εのうち、値の小さい方を通話状態値c(k)として出力すると共に、エコー消去量推定部20の推定値選択部26に与える通話状態値選択部32とから構成されている。
図4の、図3で説明したエコー消去量推定部20と通話状態値算出部30から構成されたこの発明の通話状態値算出装置100による通話状態値c(k)生成の処理手順を示す。
On the other hand, the call state
FIG. 4 shows a processing procedure for generating a call state value c (k) by the call state value calculating apparatus 100 according to the present invention, which includes the echo cancellation
ステップS1:通話状態値c(k)の初期値をεに設定する。これは、初期状態はシングルトークであることを仮定している。この初期値の設定は通話状態値算出部30の通話状態値選択部32において、c(k)として無条件にεを選択出力することである。
ステップS2:エコー消去信号の最近のL個のサンプルe(k), e(k-1), ..., e(k-L+1)と収音信号の最近のL個のサンプルy(k), y(k-1), ..., y(k-L+1)をそれぞれ記憶部21E1, 21Y1に保持する。
ステップS3:エコー消去信号のサンプルe(k-i)のパワーE(k-i)と、収音信号のサンプルy(k-i)のパワーY(k-i)をサンプルパワー算出部21E2,21Y2により算出する。
Step S1: The initial value of the call state value c (k) is set to ε. This assumes that the initial state is single talk. The setting of the initial value is that the call state
Step S2: The latest L samples e (k), e (k-1), ..., e (k-L + 1) of the echo cancellation signal and the latest L samples y ( k), y (k−1),..., y (k−L + 1) are stored in the storage units 21E1 and 21Y1, respectively.
Step S3: The sample power calculators 21E2 and 21Y2 calculate the power E (ki) of the sample e (ki) of the echo cancellation signal and the power Y (ki) of the sample y (ki) of the collected sound signal.
ステップS4:エコー消去信号のサンプルパワーのピークホールド値PH{E(k-i)}と、収音信号のサンプルパワーのピークホールド値PH{Y(k-i)}を求める。
ステップS5:エコー消去信号および収音信号のピークホールド値の比を求め、そのピークホールド値の比をi=0,…,L-1について積算し、積算結果をLで除算して暫定エコー消去量推定値b’(k)として求める。
ステップS6:現時点kの暫定エコー消去量推定値b’(k)と直前の時点(k-1)のエコー消去量推定値b(k-1)とから比rB=b’(k)/{b(k-1)+δ}を求める。
Step S4: Obtain the peak hold value PH {E (ki)} of the sample power of the echo cancellation signal and the peak hold value PH {Y (ki)} of the sample power of the collected sound signal.
Step S5: The ratio of the peak hold value of the echo cancellation signal and the collected sound signal is obtained, the ratio of the peak hold value is integrated for i = 0,..., L-1, and the provisional echo cancellation is performed by dividing the integration result by L. It is obtained as a quantity estimate b ′ (k).
Step S6: The ratio r B = b ′ (k) / from the provisional echo cancellation amount estimated value b ′ (k) at the current time k and the echo cancellation amount estimated value b (k−1) at the immediately previous time point (k−1). {B (k-1) + δ} is obtained.
ステップS7:所定値εと比rBのうち、値の小さい方を通話状態値c(k)として出力するとともに、エコー消去量推定部20の推定値選択部26に与える。前述のように、初回では無条件でc(k)=εとされる。
ステップS8:通話状態値c(k)がγ以下か判定する。
ステップS9:c(k)がγ以下の場合はシングルトークでない可能性が高く、前回のエコー消去量推定値b(k-1)に係数γを乗算した値をエコー消去量推定値b(k)として通話状態算出部30に与える。
Step S7: The smaller one of the predetermined value ε and the ratio r B is output as the call state value c (k) and given to the estimated
Step S8: It is determined whether the call state value c (k) is γ or less.
Step S9: If c (k) is less than or equal to γ, there is a high possibility that it is not single talk, and the value obtained by multiplying the previous echo cancellation amount estimated value b (k−1) by the coefficient γ is used as the echo cancellation amount estimated value b (k ) To the call
ステップS10:c(k)がガンマ以下でない場合は、シングルトークの可能性が高いので、ステップS5で求めた暫定エコー消去量推定値b’(k)をエコー消去量推定値b(k)として通話状態値算出部30に与える。
ステップS11:k←k+1と歩進して次の時点(k+1)についてステップS2〜S10を実行する。
以上の処理を順次kの値をステップS11で歩進するごとに繰り返す。
図4のステップS7で得られた通話状態値c(k)、即ち図3の通話状態値算出部30により生成された通話状態値c(k)は、シングルトークである可能性の大きさを表しており、この値により、例えば係数更新部14でのタップ係数h’(k)の更新ステップサイズを制御することにより、c(k)が1より小さくシングルトークの可能性が小さい場合でもタップ係数の更新ステップサイズαに対し1より小さな値を乗算することで更新誤差が小さくなるようにできる。シングルトークの状態からシングルトークでない状態まで通話状態値c(k)は連続的に変化するので、タップ係数の更新ステップサイズを連続的に変化させることができる。そのため、エコー消去量が急激に劣化することを防ぐことができる。
Step S10: When c (k) is not less than or equal to gamma, the possibility of single talk is high, so the provisional echo cancellation amount estimated value b ′ (k) obtained in step S5 is used as the echo cancellation amount estimated value b (k). This is given to the call state
Step S11: Steps k2 to k + 1 and steps S2 to S10 are executed for the next time point (k + 1).
The above processing is sequentially repeated every time the value k is incremented in step S11.
The call state value c (k) obtained in step S7 in FIG. 4, that is, the call state value c (k) generated by the call state
図5は通話状態値c(k)によりタップ係数h’(k)の更新ステップサイズを制御するように構成した係数更新部14の例を示す。この係数更新部14において、受話信号ベクトルx(k-1)はホールド部14Aに保持され、エコー消去信号e(k-1)はホールド部14Bに保持され、これら受話信号ベクトルx(k-1)とエコー消去信号e(k-1)が乗算器14Cにより乗算される。一方、受話信号ベクトルx(k-1)はベクトル乗算部14Dに与えられてxT(k-1)x(k-1)+δが計算される。割算部14Eはe(k-1)x(k-1)とxT(k-1)x(k-1)+δの比を求める。その比は乗算器14Fでステップサイズαと乗算され、その乗算結果にさらに乗算器14Gで通話状態値c(k)が乗算される。ホールド部14Jには前回のタップ係数h’(k-1)が保持されており、そのタップ係数h’(k-1)と乗算器14Gの出力とが加算部14Hで加算され、更新されたタップ係数h’(k)とされる。即ち、乗算器14Fの出力にさらに通話状態値c(k)を乗算することにより、式(1)におけるステップサイズαの代わりにαc(k)を使用することになる。
実施例2
前述の実施例では通話状態値c(k)を求めるためピークホールド値の比として式(5), (6)に示されるように対数パワーのピークホールド値の比を使用する例を示したが、この実施例2では、以下に示すように振幅絶対値のピークホールド値の比を用いる。即ち、通話状態値c(k)として式(5), (6)の代わりに次式(11), (12)を使用する。
FIG. 5 shows an example of the
Example 2
In the above-described embodiment, an example in which the ratio of the peak hold value of the logarithmic power is used as the ratio of the peak hold value to obtain the call state value c (k) as shown in the equations (5) and (6) is shown. In the second embodiment, the ratio of the peak hold value of the absolute amplitude value is used as shown below. That is, the following expressions (11) and (12) are used as the call state value c (k) instead of the expressions (5) and (6).
図6は式(11), (12)に基づく通話状態値装置100の構成例を示す。この構成は、図3の構成におけるサンプルパワー算出部21E2, 21Y2の代わりに振幅絶対値算出部21E2’, 21Y2’が設けられており、加算器22Aの代わりに除算器22A’が設けられている構成となっている。振幅絶対値算出部21E2’はエコー消去信号e(k-i)の絶対値に微小値δを加算してE(k-i)=|e(k-i)|+δを求め、以下図3の場合と同様に乗算器21E3、ピーク値選択部21E4、ピークホールド部21E5により式(7), (9)に従ってピークホールド値PH{E(k-i)}を求める。
FIG. 6 shows a configuration example of the call state value device 100 based on the equations (11) and (12). In this configuration, amplitude absolute value calculation units 21E2 ′ and 21Y2 ′ are provided instead of the sample power calculation units 21E2 and 21Y2 in the configuration of FIG. 3, and a
ピークホールド算出部21Yにおいても同様にして、収音信号y(k)の振幅絶対値Y(k-i)=|y(k-i)|+δのピークホールド値PH{Y(k-i)}を求める。このようにして得たピークホールド値の比PH{E(k-i)}/PH{Y(k-i)}を除算器22A’で算出し、得られたピークホールド比を総和部22B’でi=0, 1, …, L-1について順次積算し、その演算結果に乗算器23で1/Lを乗算して暫定エコー消去量推定値b’(k)を得る。以下の処理は図3の実施例と同様であり、説明を省略する。
なお、図3および6において、乗算器23は区間長Lでのピークホールド比の積算値を平均化するために1/Lを乗算(Lで除算)しているが、Lは予め決めた一定値なので、Lで除算しなくてもよい。また、Lの値は例えば1〜4096の範囲から実験により最適なものを決める。L=1の場合は式(5), (6), (11), (12)から明らかなように、エコー消去信号および収音信号の現時点のサンプルe(k), y(k)のピークホールド値から通話状態値c(k)を求めることになるが、その場合でもピークホールド値を使用するため従来のピークホールドを行わない場合と比べ、より信頼度の高い通話状態値c(k)が得られる。
実施例3
図7は本発明装置の第2の実施例をエコーキャンセラ10に適用して示す。この実施例の通話状態値算出装置100は、図2の実施例における通話状態値算出装置100において、さらに第2通話状態値算出部40を追加した構成となっている。第2通話状態値算出部40は、受話信号x(k)のレベルから受話信号の有無の判定を行い、また、収音信号y(k)のレベルカラム信号状態か否かの判定を行い、両者の関係から、通話状態として、シングルトーク状態、ダブルトーク状態、受話信号が検出されず送話信号が検出される状態、無信号状態、の4つの状態を判別し、その状態を表す第2通話状態値c’(k)を生成する。
Similarly, the peak
3 and 6, the
Example 3
FIG. 7 shows a second embodiment of the apparatus of the present invention applied to the
ここで、無信号状態は収音信号y(k)のレベルが極めて小さい状態を指す。通話状態について、例えば、通話状態値c(k)が低く、第2通話状態値算出部40において受話信号有りと判定した場合はダブルトーク状態、受話信号無しと判定した場合は受話信号が検出されず送話信号が検出される状態と推定することができる。また、収音信号y(k)が無信号のとき無信号状態になる。このような通話状態を詳細に区別できる第2通話状態値c'(k)は、以下の式(13), (14)によって表される。
式(14)のように収音信号y(k)の最新のLこのサンプルについて振幅の絶対値の平均を求め、その平均と予め決めた値κと比較し、κより小であれば無信号状態と判定し、フラグflg(k)を0に設定する。κは信号の有無を決定する係数である。κより小でない場合は送話信号のみが検出された状態と判定し、フラグflg(k)を1に設定する。その他の場合(otherwise)、即ちκより小でなければシングルトークかダブルトークの状態であり、フラグflg(k)を2に設定する。シングルトークかダブルトークの状態では、第1通話状態値c(k)が0に近ければダブルトークの可能性が大である。 The latest L of the collected sound signal y (k) as in the equation (14), the average of the absolute value of the sample is obtained, and the average is compared with a predetermined value κ. The state is determined, and the flag flg (k) is set to 0. κ is a coefficient that determines the presence or absence of a signal. If it is not smaller than κ, it is determined that only the transmission signal is detected, and the flag flg (k) is set to 1. In the other case, that is, if it is not smaller than κ, the state is single talk or double talk, and the flag flg (k) is set to 2. In the single talk or double talk state, if the first call state value c (k) is close to 0, the possibility of double talk is great.
これらの判定に基づいて、式(13)により、flg(k)=0の場合はc’(k)=-2に設定し、flg(k)=1であればc’(k)=-1に設定し、それ以外ではシングルトークまたはダブルトークの状態としてc’(k)=c(k)に設定し、第2通話状態値c’(k)を出力する。即ち、第2通話状態値c'(k)=-2のとき無信号状態、c’(k)=-1のとき受話信号が検出されず送話信号が検出される状態、c’(k)=c(k)のときシングルトーク状態もしくはダブルトーク状態を表す。
この実施例で生成された第2通話状態値c’(k)は、図7に示すように例えば受話信号x(k)が入力されるエコーキャンセラ10の入力側に設けた損失挿入部51およびエコー消去信号e(k)が送出されるエコーキャンセラ10の送出側に設けた損失挿入部52の挿入損失を制御するために使用することができる。即ち、損失挿入部51では、与えられた第2通話状態値c’(k)の大きさに応じて利得が大きくなるように挿入損失を制御する。損失挿入部52においては、c’(k)の大きさに応じて損失が大きくなるように挿入損失を制御する。
Based on these determinations, according to equation (13), when flg (k) = 0, c ′ (k) = − 2 is set, and when flg (k) = 1, c ′ (k) = − 1 is set, otherwise c ′ (k) = c (k) is set as a single talk or double talk state, and a second call state value c ′ (k) is output. That is, when the second call state value c ′ (k) = − 2, there is no signal state, when c ′ (k) = − 1, the state where the reception signal is not detected and the transmission signal is detected, c ′ (k ) = c (k) indicates a single talk state or a double talk state.
As shown in FIG. 7, the second call state value c ′ (k) generated in this embodiment includes, for example, a
図8は第2通話状態値算出部40の構成例を示す。受話信号x(k)の最新のL個のサンプルが記憶部41Xに保持され、それらL個のサンプルの振幅の絶対値を加算部42Xで加算する。加算結果は乗算器43Xで1/Lが乗算され、平均振幅Ax=Σ|x(k)|/Lを得る。判定部44Xは平均振幅Axを所定値κと比較し、判定結果Y/Nをフラグ設定部45に与える。動揺に、収音信号y(k)についても記憶部41Yに保持されたL個のサンプルを使って加算部42Y、乗算器43Yにより平均振幅Ay=Σ|y(k)|/Lを求め、判定部44Yでκ>Ayかを判定し、判定結果Y/Nをフラグ設定部45に与える。
FIG. 8 shows a configuration example of the second call state
フラグ設定部45は式(14)に従ってフラグflg(k)を設定し、第2通話状態生成部46に与える。第2通話状態値生成部46は式(13)に基づいて第2通話状態値c’(k)を生成し出力する。
このような第2通話状態値c’(k)による制御により、エコーを抑圧するとともに、ダブルトーク時の送話信号を抑圧することができる。しかも、シングルトークまたはダブルトーク時にはシングルトークの可能性の大きさに応じた値のc’(k)=c(k)が損失挿入部51,52に与えられるので、よりきめの細かい挿入損失の制御が可能となる。
The
By such control using the second call state value c ′ (k), it is possible to suppress echoes and suppress transmission signals during double talk. In addition, since c ′ (k) = c (k) corresponding to the magnitude of the possibility of single talk is given to the
以上説明したように、この発明によれば、通話状態値c(k)は式(5), (6)または式(11), (12)で示されるように、最新のLサンプルに渡ってピークホールド値の比を順次積算して求めるので、従来のような各離散時間の振幅比の誤差を避けることができる。さらに、通話状態値c(k)から通話状態がシングルトークであることを判定する場合、エコー消去信号e(k)と収音信号y(k)のピーク積算値の比から求めたエコー消去量b(k)を使用するので、ダブルトーク検出精度が入力信号に大きく依存するという従来の問題を解決できる。 As described above, according to the present invention, the call state value c (k) is obtained over the latest L samples as shown in the equations (5), (6) or (11), (12). Since the ratios of the peak hold values are sequentially accumulated, an error in the amplitude ratio at each discrete time as in the prior art can be avoided. Furthermore, when it is determined from the call state value c (k) that the call state is single talk, the amount of echo cancellation obtained from the ratio of the peak integrated value of the echo cancellation signal e (k) and the collected sound signal y (k) Since b (k) is used, the conventional problem that the double-talk detection accuracy greatly depends on the input signal can be solved.
回線エコーキャンセラ制御、ハンズフリー通話、ハンズフリー音声認識などへの適用が可能である。 It can be applied to line echo canceller control, hands-free calling, hands-free speech recognition, and the like.
Claims (5)
時点(k+1)におけるエコー消去信号とエコー消去前信号のそれぞれ上記一定サンプル数に渡るピークホールドの比の積算値と、上記エコー消去量推定値とから上記通話状態値を算出し、上記エコー消去量推定部に与える通話状態値算出部、
とを含むことを特徴とする通話状態値算出装置。 An echo cancellation amount estimated value is calculated from the integrated value of the ratio of peak hold over a fixed number of samples L of the echo cancellation signal and the pre-echo cancellation signal at a series of discrete time points k and the given call state value. The echo cancellation amount estimation unit, k is an arbitrary integer, L is a predetermined integer of 1 or more,
The call state value is calculated from the integrated value of the peak hold ratio over the fixed number of samples of the echo cancellation signal and the signal before echo cancellation at time (k + 1) and the echo cancellation amount estimated value, Call state value calculation unit to be given to the erasure amount estimation unit,
A call state value calculation device comprising:
上記比の積算値と上記与えられた通話状態値とからエコー消去量推定値を算出する工程と、
時点(k+1)におけるエコー消去信号とエコー消去前信号のそれぞれ一定サンプル数Lに渡るピークホールドの比の積算値と、上記エコー消去量推定値とから通話状態値を算出する工程、
とを含むことを特徴とする通話状態値算出方法。 A step of obtaining an integrated value of peak hold ratios over a fixed number of samples L of the echo cancellation signal and the pre-echo cancellation signal at a series of discrete time points k, k is an arbitrary integer, and L is 1 or more Any integer,
Calculating an echo cancellation amount estimated value from the integrated value of the ratio and the given call state value;
Calculating a call state value from the integrated value of the ratio of peak hold over a fixed number of samples L of the echo cancellation signal and the signal before echo cancellation at time (k + 1) and the echo cancellation amount estimated value;
The call state value calculation method characterized by including.
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