JP2010206515A - エコーキャンセラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のエコーキャンセラは、適応フィルタを含む擬似エコー生成手段を備えるものであり、周波数マスキング効果によりマスキングされる特定周波数成分を含む参照信号を形成してエコー経路に出力し、さらに送話信号から参照信号に由来する特定周波数成分のエコー成分を検出し、特定周波数成分を含む参照信号の形成タイミングと、送話信号中の特定周波数成分のエコー成分の検出タイミングとに基づいてエコー経路の初期遅延量を求める初期遅延推定手段と、初期遅延推定手段からのエコー経路の初期遅延量を受話信号に付与して擬似エコー生成手段に与える遅延付与手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
以下では、本発明のエコーキャンセラの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(A−1−1)全体構成
第1の実施形態のエコーキャンセラは、例えば、専用ボードとして構築されたものであっても良く、又DSP(ディジタルシグナルプロセッサ)へのエコーキャンセルプログラムの書き込みによって実現されたものであっても良く、又CPUと、CPUが実行するソフトウェアによって実現されたものであっても良いが、機能的には図1で示すことができる。
続いて、初期遅延推定部4の詳細な内部構成について説明する。図3は、初期遅延推定部4の内部構成を示す内部構成図である。
次に、第1の実施形態のエコーキャンセラにおける処理を、図面を参照しながら説明する。
x_long(k)=(1.0-δl)・x_long(k-1)+δl・|x(n)| …(2)
ただし
0<δs≦1.0
0<δl(Lの小文字)≦1.0
(条件1)
x_short(k)≧x_long(k)+VAD_m (dB) …(3)
ここで、δs、δlは、平均の追従の速さを決定する定数である。δs、δlが大きいと時間変動に敏感に反応する代わりに背景ノイズの影響を受け易くなり、小さいと大まかな成分に追従し、ノイズの影響には鈍感になる。
x_short(k)≧x_long(k)×VAD_mlin …(3)
(VAD_mlinは2.0)
として表しても同じである。
以上のように、第1の実施形態によれば、聴覚マスキング効果を用いて、初期遅延推定のための遅延推定参照信号をスピーカに出力するようにし、さらに周波数マスキング効果のために近端話者に気づかれず、マイクロフォンに再入力されたエコー信号の中から遅延推定参照信号に由来する特定周波数成分のエコー成分を取り出すようにした。
次に、本発明のエコーキャンセラの第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図6は、第2の実施形態のエコーキャンセラ及びその周辺構成を示す構成図である。
次に、第2の実施形態のエコーキャンセラにおける処理の動作について図面を参照しながら説明する。
第2の実施形態では、判定閾値を「−40(dB)」としがこれに限定されるものではない。
ADF21は、入力されたタップ長LOCに従い、予め余裕を持って実装された全体フィルタ長Lのうち、フィルタ長LOCを用いて、前述したNLMS等アルゴリズムを用いた適応フィルタ動作を行って、擬似エコー信号y´(n)の作成を行う。
したがって、このときADF21はタップ長Lの適応フィルタとして動作してエコーキャンセルを行う。
以上のように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、遅延量およびタップ長判定部22がADF21の有効タップ長も推定することができ、ADFが全体フィルタ長のうち推定されたタップ長を用いて擬似エコー信号を作成することにより、ADF21のタップを有効に機能させることができ、適切にフィルタ長を小さくすることができる。
次に、本発明のエコーキャンセラの第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図9は、第3の実施形態のエコーキャンセラ及び周辺構成の構成を示す構成図である。
次に、第3の実施形態のエコーキャンセラにおける処理の動作について図面を参照しながら説明する。
第3の実施形態では、非特許文献1の「文献Aの5.5臨界帯域幅」で開示されている周波数マスキングの効果がよく発揮される周波数臨界帯域幅内に参照信号周波数が形成されるべく、Δω=0.15ω(rad/sec)としたが、これに限定されるものでない。
周波数決定部31は、VAD19から音声ありを示す音声検出信号Vを出力する期間と、それに続くしばらくの期間T_holdだけ、式(13)で計算したωを、受信側DFT172及び受信側逆DFT175と、送信側DFT181及び送信側逆DFT183とに与えるものである。
以上のように、第3の実施形態によれば、第1及び第2の実施形態の効果に加えて、時間/周波数変換と周波数/時間変換とに用いる周波数を自動的に設定することができるので、利用者がωの選択に関する事前知識や経験による機器の初期設定をしなくても自動的に最適なωの値を設定することができる。
第1〜第3の実施形態では、txoffを検出するのに、打ち消し用トーン信号レベルの急降下点をレベル検出して計算するようにしたが、これに代えて、タイミング制御部1aからのスイッチ177OFFの時刻を直接用いるようにしても良い。その際には、受信側のレベル計算処理と長期平均、短期平均によるx´sw(i)の降下点検出を省くことができ、装置規模、ソフトウェア規模をさらに小さくすることができる。
5…音声出力ドライバ、6…受信データ途切れ緩衝用蓄積バッファ、
7…ディジタル/アナログ変換器(D/A)、8…サウンドボード、
9…スピーカ出力端子、10…スピーカ、11…マイクロフォン、12…マイク端子、
13…アナログ/ディジタル変換器(A/D)、
14…送信データ途切れ緩衝用蓄積バッファ、15…音声入力ドライバ、
16…エコー打消し加算器、
20…遅延及び適応フィルタ長推定部、
30…パラメータ推定部、
17…特定周波数断続部、
170…受信側時間/周波数変換部、171…データ保持部、
172…受信側単成分ディジタルフーリエ変換(DFT)部、
173…特定周波数成分保持部、174…受信側周波数/時間変換部、
175…受信側単成分逆ディジタルフーリエ変換(逆DFT)部、
176…逆DFT正規化部、177…スイッチ、178…純成分キャンセル加算器、
18…送信側特定周波数波形再現部、
180…送信側時間/周波数変換部、
181…送信側単成分ディジタルフーリエ変換(DFT)部、
182…特定周波数成分保持部、
183…送信側単成分逆ディジタルフーリエ変換(逆DFT)部、
184…送信側周波数/時間変換部、
19…音声検出部(VAD)、1a…タイミング制御部、1b…遅延量判定部、
22…遅延量及びタップ長判定部、33…周波数決定部。
Claims (10)
- 適応フィルタを含む擬似エコー生成手段が受話信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、エコー消去手段が送話信号から擬似エコー信号を減算することにより、送話信号からエコー信号を消去するエコーキャンセラにおいて、
周波数マスキング効果によりマスキングされる特定周波数成分を含む参照信号を形成してエコー経路に出力し、さらに送話信号から上記参照信号に由来する上記特定周波数成分のエコー成分を検出し、上記特定周波数成分を含む上記参照信号の形成タイミングと、上記送話信号中の上記特定周波数成分のエコー成分の検出タイミングとに基づいてエコー経路の初期遅延量を求める初期遅延推定手段と、
上記初期遅延推定手段からの上記エコー経路の初期遅延量を上記受話信号に付与して上記擬似エコー生成手段に与える遅延付与手段と
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ。 - 上記初期遅延推定手段は、上記受話信号から上記特定周波数成分を間欠的に除去することで、上記特定周波数成分を含む上記参照信号を形成することを特徴とする請求項1に記載のエコーキャンセラ。
- 上記初期遅延推定手段は、特定周波数断続部、特定周波数波形再現部及び遅延量判定部とを備え、
上記特定周波数断続部が、
上記受話信号から、少なくとも1種類の周波数成分についてディジタルフーリエ変換を行なう受話側ディジタルフーリエ変換部と、
ディジタルフーリエ変換された周波数成分を保持する受話側周波数成分保持部と、
上記受話側周波数成分保持部に保持される、少なくとも1種類の周波数成分について逆ディジタルフーリエ変換を行なう受話側逆ディジタルフーリエ変換部と、
上記受話信号を保持する受話信号保持部と、
上記受話信号保持部から出力される上記受話信号から、上記受話側逆ディジタルフーリエ変換部から出力される上記各周波数成分を間欠的に除去する周波数成分除去部と
を有し、
上記特定周波数波形再現部が、
上記送話信号から、少なくとも1種類の周波数成分についてディジタルフーリエ変換を行なう送話側ディジタルフーリエ変換部と、
ディジタルフーリエ変換された周波数成分を保持する周波数成分保持部と、
上記周波数成分保持部に保持される、少なくとも1種類の周波数成分について逆ディジタルフーリエ変換を行なう送話側逆ディジタルフーリエ変換部と
を有し、
上記遅延量判定部が、上記特定周波数断続部からの出力信号と、上記特定周波数波形再現部からの出力信号とのパワー又はレベルの急変時刻差に基づいて上記エコー経路の初期遅延量を求める
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエコーキャンセラ。 - 上記遅延量判定部が、上記特定周波数断続部からの出力信号の上記特定周波数成分の除去に係るパワー又はレベルの急降下時刻と、上記特定周波数波形再現部からの出力信号の上記特定周波数成分のパワー又はレベルの急上昇時刻との差を、上記エコー経路の初期遅延量とすることを特徴とする請求項3に記載のエコーキャンセラ。
- 上記受話側逆ディジタルフーリエ変換部と、上記周波数成分除去部との間に設けられ、上記受話信号から検出した音声の検出結果に応じて接続切替を行なう切替部を更に備え、
上記遅延量判定部が、上記切替部の切替時刻と、上記特定周波数波形再現部からの出力信号の上記特定周波数成分のパワー又はレベルの急上昇時刻との差を、上記エコー経路の初期遅延量とすることを特徴とする請求項3に記載のエコーキャンセラ。 - 上記初期遅延推定手段による上記特定周波数成分を含む上記参照信号の形成タイミングと、上記初期遅延推定手段が求めた上記エコー経路の初期遅延量とに基づいて、上記適応フィルタの有効フィルタ長を求めるフィルタ長推定手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエコーキャンセラ。
- 上記受話信号からパワー又はレベルの強い周波数を求め、この周波数を用いて、上記特定周波数断続部で特定する周波数を決定する周波数決定部を更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のエコーキャンセラ。
- 上記周波数決定部が、上記受話信号から求めたパワー又はレベルの強い周波数に対して周波数を角速度Δωだけずらした角速度ωを求め、この角速度ωを、受話側ディジタルフーリエ変換部、受話側逆ディジタルフーリエ変換部、送話側ディジタルフーリエ変換部及び送話側逆ディジタルフーリエ変換部に与えることを特徴とする請求項7に記載のエコーキャンセラ。
- 上記周波数決定部において、上記角速度Δωは、0<Δω≦0.2ωに設定されることを特徴とする請求項8に記載のエコーキャンセラ。
- 上記周波数決定部が、上記受話信号から求めたパワー又はレベルの強い周波数を高周波数側にずらすことを特徴とする請求項8又は9に記載のエコーキャンセラ。
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