JP2008178087A - 低複雑性のエコー補償 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムにおけるラウドスピーカー信号が原因のエコー信号寄与を含む、少なくとも1つのマイクロフォン信号をエコー補償する方法に関し、該方法は、少なくとも1つのマイクロフォン信号の少なくとも一部を変換するステップと、第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を取得するステップと、第2のダウンサンプリングレートによってダウンサンプリングされた該ラウドスピーカーサブ帯域信号を格納するステップと、第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を畳み込むステップと、第1のダウンサンプリングレートによって事実上ダウンサンプリングされているエコー信号寄与を取得するステップと、エラーサブ帯域信号を取得するステップとを包含する。
【選択図】図1
Description
Acoustic Echo and Noise Control、E.Haensler and G. Schmidt、John Wiley & Sons、New York、2004
ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムにおけるラウドスピーカー信号(x(n))が原因のエコー信号寄与(d(n))を含む少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))を、エコー補償する方法であって、該方法は、
該少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))の少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換するステップと、
ラウドスピーカー信号(x(n))を、該第1のダウンサンプリングレート(r)未満の第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされたラウドスピーカーサブ帯域信号に変換することによって、第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を取得するステップと、
該第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされた該ラウドスピーカーサブ帯域信号を格納するステップと、
所定数のサブ帯域における該ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムのインパルス応答に対する推定を用いて、該第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を畳み込むステップと、
該畳み込まれた第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を、第3のダウンサンプリングレート(r2)によってダウンサンプリングすることによって、所定数のサブ帯域のそれぞれのために、該第1のダウンサンプリングレート(r)によって事実上ダウンサンプリングされているエコー信号寄与
上記エコー信号寄与
上記エコー補償フィルタリング手段の上記フィルター係数は、正規化された最小二乗平均アルゴリズムによって適合される、項目2に記載の方法。
上記第3のダウンサンプリングレート(r2)は、2から4までの区間から選択される、項目2または3に記載の方法。
二乗根のハンウィンドウフィルターを含む分析フィルターバンクを用いて、上記少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))のうちの少なくとも一部分は、マイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換され、かつ/または上記ラウドスピーカー信号(x(n))は、ラウドスピーカーサブ帯域信号に変換され、
該サブ帯域信号(eμ(n))は、所定のアップサンプリングレートによってアップサンプリングされ、二乗根ハンウィンドウを含む合成フィルターバンクによって合成されることによって、上記向上したマイクロフォン信号
ハンウィンドウフィルターを含む分析フィルターバンクを用いて、上記少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))の上記少なくとも一部は、マイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換され、かつ/または上記ラウドスピーカー信号(x(n))は、ラウドスピーカーサブ帯域信号に変換され、
該サブ帯域信号(eμ(n))は、所定のアップサンプリングレートによってアップサンプリングされ、ハンウィンドウフィルターを含む合成フィルターバンクによって合成されることによって、上記向上したマイクロフォン信号
該分析フィルターバンクの該ハンウィンドウフィルターは、所定の第1の有理数乗され、特に0.75乗され、該合成フィルターバンクの該ハンウィンドウフィルターは、第2の有理数乗され、特に0.25乗され、その結果として、該第1の有理数と該第2の有理数との合計は、1となる、項目1〜4のうちの1項に記載の方法。
ノイズ低減フィルタリング手段および/または残留エコー抑制フィルタリング手段によって上記エラーサブ帯域信号(eμ(n))をフィルタリングすることをさらに含む、項目1〜6のうちの1項に記載の方法。
上記ラウドスピーカー信号(x(n))が原因のエコー信号寄与を含むいくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれは、上記第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ,k(n))に変換され、
エコー信号寄与
各サブ帯域に対して、該それぞれの推定されたエコー信号寄与
上記方法は、
該いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれに対する該エラーサブ帯域信号(eμ,k(n))をビーム形成することによってビーム形成されたエラーサブ帯域信号を取得することをさらに含む、項目1〜7のうちの1項に記載の方法。
項目1〜8のうちの1項に従った上記方法の上記ステップを行うための、コンピュータで実行可能な命令を有する1つ以上のコンピュータ読取り可能な媒体を含む、コンピュータプログラム製品。
ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムにおけるラウドスピーカー信号(x(n))が原因のエコー信号寄与(d(n))を含む、少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))のエコー補償のための信号処理手段であって、該手段は、
該少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))の少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換するように構成された、第1の分析フィルターバンク(12、12’)と、
該ラウドスピーカー信号(x(n))を第1のダウンサンプリングレート未満の第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされたラウドスピーカーサブ帯域信号に変換することによって第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を取得するように構成された、第2の分析フィルターバンク(15、15’)と、
該第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされた、該第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を格納するように構成された、メモリ、特にリングバッファと、
該ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムのインパルス応答に対する推定を用いて該第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を畳み込み、第3のダウンサンプリングレート(r2)によって該畳み込まれた第1のラウドスピーカーサブ帯域信号をダウンサンプリングすることによって、該第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたエコー信号寄与
を含む、信号処理手段。
上記エコー補償されたマイクロフォンサブ帯域信号(eμ(n))をアップサンプリングおよび合成することによって、高マイクロフォン信号
エコー補償されたマイクロフォンサブ帯域信号(eμ(n))をフィルタリングするように構成された残留エコー抑制フィルタリング手段(23)および/またはノイズ低減フィルタリング手段(23)をさらに含む、項目10または11に記載の信号処理手段。
上記第1および第2の分析フィルターバンク(12、12’、15、15’)および上記合成フィルターバンク(19)のそれぞれは、複数の二乗根ハンウィンドウフィルターを含む、項目10〜12のうちの1項に記載の信号処理手段。
上記第1および第2の分析フィルターバンク(12、12’、15、15’)および上記合成フィルターバンク(19)のそれぞれは、複数のハンウィンドウフィルターを含み、
該第1および第2の分析フィルターバンク(12、12’、15、15’)の該ハンウィンドウフィルターは、所定の第1の有理数乗され、特に0.75乗され、該合成フィルターバンク(19)の該ハンウィンドウフィルターは、所定の第2の有理数乗され、特に0.25乗され、その結果として、該第1の有理数と該第2の有理数との合計は、1である、項目10〜12のうちの1項に記載の信号処理手段。
いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のうちの1つの少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ,k(n))に変換するようにそれぞれが構成された、いくつかの第1の分析フィルターバンク(15’)を備え、
上記エコー補償フィルタリング手段(17、17’)は、該いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれの、該マイクロフォンサブ帯域信号(yμ,k(n))のそれぞれをエコー補償することによって該いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれに対するエラーサブ帯域信号(eμ,k(n))を取得するように構成され、
マイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれに対する該エラーサブ帯域信号(eμ,k(n))をビーム形成することによって、ビーム形成されたエラーサブ帯域信号を取得するように構成された、ビーム形成手段(22)を
さらに含む、項目10〜14のうちの1項に記載の信号処理手段。
上記ビーム形成手段(22)は、遅延加算方ビームフォーマーまたは汎用サイドローブキャンセラーである、項目15に記載の信号処理手段。
項目10または16のうちの1つに記載の、上記信号処理手段を含む、ハンズフリー電話システム。
項目10または16のうちの1つに記載の、上記信号処理手段を含む、音声認識手段。
項目18に記載の上記音声認識手段を含む、音声ダイアログシステムまたはボイス制御システム。
少なくとも1つのマイクロフォン、特にマイクロフォンアレイと、少なくとも1つのラウドスピーカーと、項目10〜16のうちの1項に記載の信号処理手段とを含むか、または項目17に記載のハンズフリー電話システムを含む、車両通信システム。
本発明は、ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムにおけるラウドスピーカー信号が原因のエコー信号寄与を含む、少なくとも1つのマイクロフォン信号をエコー補償する方法に関し、該方法は、少なくとも1つのマイクロフォン信号の少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレートによってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号に変換するステップと、ラウドスピーカー信号を、第1のダウンサンプリングレート未満の第2のダウンサンプリングレートによってダウンサンプリングされたラウドスピーカーサブ帯域信号に変換することによって、第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を取得するステップと、第2のダウンサンプリングレートによってダウンサンプリングされた該ラウドスピーカーサブ帯域信号を格納するステップと、所定数のサブ帯域における該ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムのインパルス応答に対する推定を用いて、第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を畳み込むステップと、畳み込まれた第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を、第3のダウンサンプリングレートによってダウンサンプリングすることによって、所定数のサブ帯域のそれぞれに対して、第1のダウンサンプリングレートによって事実上ダウンサンプリングされているエコー信号寄与を取得するステップと、各サブ帯域のために、該それぞれのマイクロフォンサブ帯域信号から、該推定されたエコー信号寄与を減算することによって、エラーサブ帯域信号を取得するステップとを包含する。
12 第1の分析フィルターバンク
15 第2の分析フィルターバンク
17 エコー補償フィルタリング手段
20 アップサンプリング手段
21 フィルタリング手段
Claims (20)
- ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムにおけるラウドスピーカー信号(x(n))が原因のエコー信号寄与(d(n))を含む少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))を、エコー補償する方法であって、該方法は、
該少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))の少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換するステップと、
ラウドスピーカー信号(x(n))を、該第1のダウンサンプリングレート(r)未満の第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされたラウドスピーカーサブ帯域信号に変換することによって、第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を取得するステップと、
該第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされた該ラウドスピーカーサブ帯域信号を格納するステップと、
所定数のサブ帯域における該ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムのインパルス応答に対する推定を用いて、該第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を畳み込むステップと、
該畳み込まれた第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を、第3のダウンサンプリングレート(r2)によってダウンサンプリングすることによって、所定数のサブ帯域のそれぞれに対して、該第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされているエコー信号寄与
各サブ帯域に対して、該それぞれのマイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))から、該推定されたエコー信号寄与
を包含する、方法。 - 前記エコー補償フィルタリング手段の前記フィルター係数は、正規化された最小二乗平均アルゴリズムによって適合される、請求項2に記載の方法。
- 前記第3のダウンサンプリングレート(r2)は、2から4までの区間から選択される、請求項2または3に記載の方法。
- ハンウィンドウフィルターを含む分析フィルターバンクを用いて、前記少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))の前記少なくとも一部は、マイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換され、かつ/または前記ラウドスピーカー信号(x(n))は、ラウドスピーカーサブ帯域信号に変換され、
該サブ帯域信号(eμ(n))は、所定のアップサンプリングレートによってアップサンプリングされ、ハンウィンドウフィルターを含む合成フィルターバンクによって合成されることによって、前記向上したマイクロフォン信号
該分析フィルターバンクの該ハンウィンドウフィルターは、所定の第1の有理数乗され、特に0.75乗され、該合成フィルターバンクの該ハンウィンドウフィルターは、第2の有理数乗され、特に0.25乗され、その結果として、該第1の有理数と該第2の有理数との合計は、1となる、請求項1〜4のうちの1項に記載の方法。 - ノイズ低減フィルタリング手段および/または残留エコー抑制フィルタリング手段によって前記エラーサブ帯域信号(eμ(n))をフィルタリングすることをさらに含む、請求項1〜6のうちの1項に記載の方法。
- 前記ラウドスピーカー信号(x(n))が原因のエコー信号寄与を含むいくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれは、前記第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ,k(n))に変換され、
エコー信号寄与
各サブ帯域に対して、該それぞれの推定されたエコー信号寄与
前記方法は、
該いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれに対する該エラーサブ帯域信号(eμ,k(n))をビーム形成することによってビーム形成されたエラーサブ帯域信号を取得することをさらに含む、請求項1〜7のうちの1項に記載の方法。 - 請求項1〜8のうちの1項に従った前記方法の前記ステップを行うための、コンピュータで実行可能な命令を有する1つ以上のコンピュータ読取り可能な媒体を含む、コンピュータプログラム製品。
- ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムにおけるラウドスピーカー信号(x(n))が原因のエコー信号寄与(d(n))を含む、少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))のエコー補償のための信号処理手段であって、該手段は、
該少なくとも1つのマイクロフォン信号(y(n))の少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ(n))に変換するように構成された、第1の分析フィルターバンク(12、12’)と、
該ラウドスピーカー信号(x(n))を第1のダウンサンプリングレート未満の第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされたラウドスピーカーサブ帯域信号に変換することによって第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を取得するように構成された、第2の分析フィルターバンク(15、15’)と、
該第2のダウンサンプリングレート(r1)によってダウンサンプリングされた、該第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を格納するように構成された、メモリ、特にリングバッファと、
該ラウドスピーカー−室内−マイクロフォンシステムのインパルス応答に対する推定を用いて該第1のラウドスピーカーサブ帯域信号を畳み込み、第3のダウンサンプリングレート(r2)によって該畳み込まれた第1のラウドスピーカーサブ帯域信号をダウンサンプリングすることによって、該第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたエコー信号寄与
を含む、信号処理手段。 - エコー補償されたマイクロフォンサブ帯域信号(eμ(n))をフィルタリングするように構成された残留エコー抑制フィルタリング手段(23)および/またはノイズ低減フィルタリング手段(23)をさらに含む、請求項10または11に記載の信号処理手段。
- 前記第1および第2の分析フィルターバンク(12、12’、15、15’)および前記合成フィルターバンク(19)のそれぞれは、複数の二乗根ハンウィンドウフィルターを含む、請求項10〜12のうちの1項に記載の信号処理手段。
- 前記第1および第2の分析フィルターバンク(12、12’、15、15’)および前記合成フィルターバンク(19)のそれぞれは、複数のハンウィンドウフィルターを含み、
該第1および第2の分析フィルターバンク(12、12’、15、15’)の該ハンウィンドウフィルターは、所定の第1の有理数乗され、特に0.75乗され、該合成フィルターバンク(19)の該ハンウィンドウフィルターは、所定の第2の有理数乗され、特に0.25乗され、その結果として、該第1の有理数と該第2の有理数との合計は、1である、請求項10〜12のうちの1項に記載の信号処理手段。 - いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のうちの1つの少なくとも一部を、第1のダウンサンプリングレート(r)によってダウンサンプリングされたマイクロフォンサブ帯域信号(yμ,k(n))に変換するようにそれぞれが構成された、いくつかの第1の分析フィルターバンク(15’)を備え、
前記エコー補償フィルタリング手段(17、17’)は、該いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれの、該マイクロフォンサブ帯域信号(yμ,k(n))のそれぞれをエコー補償することによって該いくつかのマイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれに対するエラーサブ帯域信号(eμ,k(n))を取得するように構成され、
マイクロフォン信号(yk(n))のそれぞれに対する該エラーサブ帯域信号(eμ,k(n))をビーム形成することによって、ビーム形成されたエラーサブ帯域信号を取得するように構成された、ビーム形成手段(22)を
さらに含む、請求項10〜14のうちの1項に記載の信号処理手段。 - 前記ビーム形成手段(22)は、遅延加算方ビームフォーマーまたは汎用サイドローブキャンセラーである、請求項15に記載の信号処理手段。
- 請求項10または16のうちの1つに記載の、前記信号処理手段を含む、ハンズフリー電話システム。
- 請求項10または16のうちの1つに記載の、前記信号処理手段を含む、音声認識手段。
- 請求項18に記載の前記音声認識手段を含む、音声ダイアログシステムまたはボイス制御システム。
- 少なくとも1つのマイクロフォン、特にマイクロフォンアレイと、少なくとも1つのラウドスピーカーと、請求項10〜16のうちの1項に記載の信号処理手段とを含むか、または請求項17に記載のハンズフリー電話システムを含む、車両通信システム。
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