JP2007150459A - エコーキャンセラ - Google Patents

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恵一 ▲吉▼田
Keiichi Yoshida
Minoru Fukushima
実 福島
Hiroaki Takeyama
博昭 竹山
Hiroshi Kyomen
公士 京面
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

【課題】エコー成分の周波数特性に依存したエコー抑圧量の劣化を防ぐ。
【解決手段】エコーキャンセラＥＣは、マイクロホン１の出力信号ｓ(ｎ)の周波数特性(音響エコー経路ＨACの周波数特性）を平坦な特性に近づけるためのフィルタ１２と、フィルタ１２の周波数特性と逆の特性を有する逆フィルタ１３とを備えている。フィルタ１２を通過することで擬似エコー成分ｇ(ｎ)の周波数特性が平坦な特性に近づくため、エコー成分の周波数特性に依存したエコー抑圧量の劣化を防ぐことができる。しかも、エコー成分が抑圧された出力信号ｓ(ｎ)を逆フィルタ１３でフィルタリングすれば、出力信号ｓ(ｎ)の周波数特性がフィルタ１２を通過する前の周波数特性に戻るため、フィルタ１２の周波数特性が通話音声に影響を与えるのを防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、拡声通話機能を有する電話機やインターホンなどの拡声通話装置に用いられるエコーキャンセラに関するものである。
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）を実現する電話機やインターホン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キャンセラがある（例えば、特許文献１参照）。
エコーキャンセラは、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（エコー経路）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（受話信号）から上記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（送話信号）より減算する減算器とを備えている。適応フィルタ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、減算器の出力信号の自乗平均値を最小化するアルゴリズム、例えば、ＬＭＳ（Least-Mean-Square）アルゴリズムにより可変のフィルタ係数を適応更新することによって帰還経路のエコー成分（帰還経路を介した受話信号の回り込み成分）を推定する。そして、適応フィルタで推定されたエコー成分を減算器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、マイクロホンで集音されたエコー以外の成分（マイクロホン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。
特開２００３−３２４３７０号公報
ところで、上記帰還経路のエコー成分も周波数特性を有しており、例えば、図４に示すように低域と高域に対して中域が持ち上がったような周波数特性を有している（図４における横軸は周波数、縦軸は帰還経路の帰還利得αの絶対値を示している）。そして、エコー成分の周波数依存性により、中域のエコー抑圧量に対して低域及び高域のエコー抑圧量が劣化してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、エコー成分の周波数特性に依存したエコー抑圧量の劣化を防ぐことができるエコーキャンセラを提供することにある。
本発明は、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キャンセラであって、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周波数特性を平坦な特性に近づけるためのフィルタと、該フィルタを通過した前記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、前記フィルタの周波数特性と逆の特性を有する逆フィルタとを有し、前記減算器でエコー成分が減算された出力信号を前記逆フィルタでフィルタリングしてなることを特徴とする。
本発明によれば、フィルタを通過することでエコー成分の周波数特性が平坦な特性に近づくため、エコー成分の周波数特性に依存したエコー抑圧量の劣化を防ぐことができ、しかも、エコー成分が抑圧された出力信号を逆フィルタでフィルタリングするから、フィルタの周波数特性が通話音声に影響を与えるのを防ぐことができる。
本実施形態のエコーキャンセラＥＣは、図１に示すようにスピーカ２−マイクロホン１間の音響結合により形成される帰還経路（音響エコー経路）ＨACのインパルス応答を適応フィルタ１０により適応的に同定し、参照信号（スピーカ２への入力信号）ｙ(ｎ)から推定した擬似エコー成分（音響エコー）ｇ(ｎ)を減算器１１によりマイクロホン１の出力信号ｓ(ｎ)から減算することで音響エコーを抑制するものであって、マイクロホン１の出力信号ｓ(ｎ)の周波数特性(音響エコー経路ＨACの周波数特性）を平坦な特性に近づけるためのフィルタ１２と、フィルタ１２の周波数特性と逆の特性を有する逆フィルタ１３とを備えている。但し、適応フィルタ１０及び減算器１１の構成並びに動作は従来周知であるから説明を省略する。
本発明の要旨であるフィルタ１２は、図２（ａ）に示すように高域に棚状の利得をかけたローパスフィルタ（ハイシェルフフィルタあるいはハイブーストフィルタともいう。）からなり、図４に示すような出力信号ｓ(ｎ)の周波数特性を平坦な特性に近づけることができる。一方、逆フィルタ１３は、図２（ｂ）に示すようにフィルタ１２の逆特性、つまり、フィルタ１２の周波数特性を周波数軸（横軸）に対して反転させた特性を有するものである。
而して、フィルタ１２を通過することで擬似エコー成分ｇ(ｎ)の周波数特性が平坦な特性に近づくため、エコー成分の周波数特性に依存したエコー抑圧量の劣化を防ぐことができる。しかも、エコー成分が抑圧された出力信号ｓ(ｎ)を逆フィルタ１３でフィルタリングすれば、出力信号ｓ(ｎ)の周波数特性がフィルタ１２を通過する前の周波数特性に戻るため、フィルタ１２の周波数特性が通話音声に影響を与えるのを防ぐことができる。図３はエコーキャンセラが無い場合（実線イ）、従来のエコーキャンセラの場合（実線ロ）、本実施形態のエコーキャンセラＥＣの場合（実線ハ）について、エコー抑圧量（＝２０log|ｓ(ｎ)／ｅ(ｎ)|）を調べた結果を示している。同図から明らかなように、従来のエコーキャンセラのエコー抑圧量（実線ロ）に比べて本実施形態のエコーキャンセラＥＣのエコー抑圧量が低域〜高域（特に中域と高域）で増大している。
本発明の実施形態を示すブロック図である。 （ａ）は同上におけるフィルタの周波数特性、（ｂ）は同上における逆フィルタの周波数特性である。 同上の説明図である。 音響エコー経路の周波数特性である。
符号の説明
１ マイクロホン
２ スピーカ
１０ 適応フィルタ
１１ 減算器
１２ フィルタ
１３ 逆フィルタ

Claims (1)

  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キャンセラであって、
    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周波数特性を平坦な特性に近づけるためのフィルタと、該フィルタを通過した前記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、前記フィルタの周波数特性と逆の特性を有する逆フィルタとを有し、前記減算器でエコー成分が減算された出力信号を前記逆フィルタでフィルタリングしてなることを特徴とするエコーキャンセラ。
JP2005339233A 2005-11-24 2005-11-24 エコーキャンセラ Pending JP2007150459A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01276947A (ja) * 1988-04-28 1989-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 双方向通話装置
JPH08251082A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Sony Corp エコー除去装置

Patent Citations (2)

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