JP2011024163A - エコー抑圧方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】背景雑音推定部30はエコーキャンセル信号(エコーキャンセル処理をした信号)に含まれる背景雑音を推定する。非線形処理部34はエコーキャンセル信号から、該推定された背景雑音を減算する。非線形処理部34は、該減算結果が所定の閾値を超えているときはエコーキャンセル信号は近端話者音声であると判断して、該エコーキャンセル信号をそのまま通過させる。非線形処理部34は、該減算値が所定の閾値を超えていないときはエコーキャンセル信号は残留エコーであると判断して、該エコーキャンセル信号を[推定された背景雑音スペクトル÷エコーキャンセル信号スペクトル]に応じたゲインに制御して出力する。非線形処理部34の出力信号は雑音抑圧部36で雑音抑圧処理されて遠端側に向けて送信される。
【選択図】図1
Description
TH(k)=γ|Y(k)| …(式1)
式1で、Y(k)は受信信号x(n)と適応フィルタ係数の周波数領域での畳み込み演算結果であり、
G(k)=1 (|E(k)|−αN(k)>TH(k)のとき) …(式3a)
G(k)=βN(k)÷|E(k)| (|E(k)|−αN(k)≦TH(k)のとき)…(式3b)
式3a,3bで、G(k)はk番目の周波数ビンに与えるゲイン(残留エコー抑圧ゲイン)、|E(k)|はk番目の周波数ビンにおける非線形処理の入力信号振幅スペクトル(エコーキャンセル信号振幅スペクトル)、N(k)はk番目の周波数ビンについて推定した背景雑音振幅スペクトル、TH(k)は残留エコーの予想エネルギ(振幅スペクトル)で非線形処理の閾値、αは減算係数、βは残留エコー抑圧の効き具合を調整するパラメータである。
E’(k)=E(k)×(βN(k)÷|E(k)|)
=(E(k)÷|E(k)|)×βN(k)
となる。ここで(E(k)÷|E(k)|)は、振幅が1で位相がエコーキャンセル信号E(k)の位相のままであるので、減衰した信号スペクトルE’(k)は、背景雑音振幅スペクトルN(k)を、振幅はそのままで位相をエコーキャンセル信号E(k)の位相のままとしたものである。したがって閾値TH(k)によるゲインG(k)の切り換えおよび比βN(k)÷|E(k)|によるゲインG(k)の変動にかかわらず背景雑音振幅スペクトルN(k)がそのまま出力されるので、背景雑音の音量ゆれや断続感を発生させずに残留エコーを抑圧することができる。
G(k)=1 (|E(k)|>TH(k)のとき) …(式4a)
G(k)=0 (|E(k)|≦TH(k)のとき) …(式4b)
となる。近端側に背景雑音が全く存在しない場合にはこの特許文献1記載の手法でもよいが、近端側に背景雑音が存在する場合は、この特許文献1記載の手法では、近端話者音声なのかエコーなのかを判断するときに、近端側の背景雑音の影響によって誤判断が発生しやすくなり、エコーが抑圧されずに遠端側に送信される場合が多く生じる可能性がある。またこの特許文献1記載の手法によればゲインG(k)は1か0しかないので、遠端側に送信される背景雑音は断続的になり、遠端側で聞こえる音は非常に不快なものとなる。これに対してこの発明の上記実施の形態の手法によれば、近端側の背景雑音を推定して該背景雑音を打ち消したエコーキャンセル信号振幅スペクトルに基づいて近端話者音声なのか残留エコーなのかを判断するので、近端側の背景雑音の影響を受けにくく、近端側の背景雑音のレベルが大きくても誤判断が発生しにくくなり、残留エコーを精度よく抑圧できる。また非線形処理部34はエコーキャンセル信号を残留エコーであると判断して該残留エコーを抑圧するときであっても背景雑音はそのままのレベルで出力するので、背景雑音の音量ゆれや断続感を発生させずに残留エコーを抑圧することができる。これにより後段の雑音抑圧部36において雑音信号の推定を高精度に行って、安定した雑音抑圧を行うことができる。
前記実施の形態では非線形処理部34での計算に振幅スペクトルを用いたがパワースペクトルを用いることもできる。パワースペクトルを用いる場合は前記式1による閾値TH(k)に代えて次の式1’による閾値TH’(k)を用いる。
TH’(k)=γ’|Y(k)|2 …(式1’)
式1’で、γ’は残留エコーと|Y(k)|の比より少し大きな定数で、実験によって決められる。Y(k)は前記式2で求められる値である。またパワースペクトルを用いる場合は可変減衰器66のゲインG(k)は前記式3に代えて次の式3a’、3b’により制御される。
G(k)=1 (|E(k)|2−α|N(k)|2>TH’(k)のとき) …(式3a’)
G(k)=β(|N(k)|2÷|E(k)|2)1/2 (|E(k)|2−α|N(k)|2≦TH’(k)のとき) …(式3b’)
ここで、|E(k)|2はk番目の周波数ビンにおける非線形処理の入力信号パワースペクトル(エコーキャンセル信号パワースペクトル)、|N(k)|2はk番目の周波数ビンについて推定した背景雑音パワースペクトルである。
Claims (5)
- 近端側のエコー経路を推定し、遠端側から受信した受信信号の擬似エコー信号を生成する適応フィルタ部と、
前記受信信号のエコー信号、近端側音声および背景雑音が含まれる近端側の信号から前記擬似エコー信号を減算してエコーキャンセル信号を生成する減算器と、
前記背景雑音のスペクトルを推定する背景雑音推定部と、
前記エコーキャンセル信号のスペクトルから前記推定された背景雑音スペクトルを減算し、さらに前記エコーキャンセル信号スペクトルを該スペクトル減算結果に応じて帯域ごとにゲイン制御して、前記遠端側に送信する送信信号のスペクトルを得る非線形処理部と、
前記エコーキャンセル信号における残留エコーの有無を判定する閾値を帯域ごとに計算する閾値計算部とを具備し、
前記非線形処理部は、前記スペクトル減算結果を帯域ごとに前記閾値と比較し、該スペクトル減算結果が前記閾値を超えている帯域は前記エコーキャンセル信号スペクトルを相対的に大きなゲインに制御し、該閾値を超えていない帯域は該エコーキャンセル信号スペクトルを相対的に小さなゲインに制御するエコー抑圧装置。 - 前記非線形処理部は、前記スペクトル減算結果が前記閾値を超えているときは前記エコーキャンセル信号を所定のゲインに制御し、該スペクトル減算結果が該閾値を超えていないときは該エコーキャンセル信号を[該所定のゲイン×(推定された背景雑音スペクトル÷エコーキャンセル信号スペクトル)]に応じたゲインに制御する請求項1記載のエコー抑圧装置。
- 前記非線形処理部の出力信号から該出力信号に含まれる雑音信号を推定して該雑音信号を抑圧する雑音抑圧部をさらに具備し、該雑音信号が抑圧された信号を遠端側に向けてに送信する請求項1または2に記載のエコー抑圧装置。
- 前記閾値計算部は、前記帯域ごとの閾値を、前記適応フィルタ部における周波数領域での畳み込み演算結果に所定の係数を掛けて生成する請求項1から3のいずれか1つに記載のエコー抑圧装置。
- 近端側のエコー経路を推定し、遠端側から受信した受信信号の擬似エコー信号を生成する適応フィルタ処理と、
前記受信信号のエコー信号、近端側音声および背景雑音が含まれる近端側の信号から前記擬似エコー信号を減算してエコーキャンセル信号を生成する減算処理と、
前記背景雑音のスペクトルを推定する背景雑音推定処理と、
前記エコーキャンセル信号のスペクトルから前記推定された背景雑音スペクトルを減算し、さらに前記エコーキャンセル信号スペクトルを該スペクトル減算結果に応じて帯域ごとにゲイン制御して、前記遠端側に送信する送信信号のスペクトルを得る非線形処理と、
前記エコーキャンセル信号における残留エコーの有無を判定する閾値を帯域ごとに計算する閾値計算処理とを具備し、
前記非線形処理は、前記スペクトル減算結果を帯域ごとに前記閾値と比較し、該スペクトル減算結果が前記閾値を超えている帯域は前記エコーキャンセル信号スペクトルを相対的に大きなゲインに制御し、該閾値を超えていない帯域は該エコーキャンセル信号スペクトルを相対的に小さなゲインに制御するエコー抑圧方法。
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