JP2012039441A - Multi-channel echo erasure method, multi-channel echo erasure device, and program of the same - Google Patents

Multi-channel echo erasure method, multi-channel echo erasure device, and program of the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-channel echo erasure technology which can erase an echo swiftly without being affected by variance in an echo path and cross-correlation between a double-talk and a receiving signal channel.SOLUTION: A residual echo erasure part or a second residual echo erasure part estimates an input-output transfer characteristic by using a power spectrum of a pseudo echo signal and a cross spectrum between a second sound collection signal or a third sound collection signal and the pseudo echo signal, and predicts a residual echo component included in the second sound collection signal or the third sound collection signal from the pseudo echo signal and the input-output transfer characteristic.

Description

本発明はスピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、スピーカからMチャネルの受話信号を再生し、マイクロホンで収音した収音信号(以下「第1収音信号」という)から音響エコー(以下、単に「エコー」という)を消去する技術、特にテレビ会議システム等の拡声通話系におけるエコーを消去する技術に関する。   In the present invention, M speakers (M is an integer of 2 or more) and N microphones (N is an integer of 1 or more) are arranged in a common sound field, and M-channel received signals are reproduced from the speakers and collected by the microphone. The present invention relates to a technique for erasing an acoustic echo (hereinafter simply referred to as “echo”) from a collected sound signal (hereinafter referred to as “first sound collection signal”), and more particularly to a technique for eliminating echo in a loudspeaker communication system such as a video conference system.

スピーカで受話信号が再生され、その音声がマイクロホンで収音されてエコーが生じる。そのまま送信されると通話の障害や不快感などの問題が生じる。さらに、スピーカやマイクロホンの音量が大きい場合にはハウリングが生じ、通話が不可能になる。特に拡声通話系では、このような問題が顕著となる。   The received signal is reproduced by the speaker, and the sound is picked up by the microphone to generate an echo. If it is transmitted as it is, problems such as troubles in communication and discomfort arise. Further, howling occurs when the volume of the speaker or microphone is high, making it impossible to make a call. In particular, such a problem becomes conspicuous in the voice call system.

この問題を解決するために、従来技術として、適応フィルタを用いてエコーを消去するエコー消去装置がある。非特許文献1が従来技術の多チャネルエコー消去装置として知られている。図1を用いて従来の多チャネルエコー消去装置90を説明する。   In order to solve this problem, there is an echo canceller that cancels echoes using an adaptive filter as a prior art. Non-Patent Document 1 is known as a conventional multi-channel echo canceller. A conventional multi-channel echo canceller 90 will be described with reference to FIG.

M個のスピーカ2,…,2とN個のマイクロホン3,…,3が共通の音場に配置され、スピーカ2,…,2からMチャネルの受話信号x(k),…,x(k)を再生した場合に、多チャネルエコー消去装置90は、m×n本のエコー経路hmn(k)を介してマイクロホンに回り込む再生音(エコー)を消去する。但し、m=1,…,Mであり、n=1,…,Nであり、Mは2以上であり、Nは1以上である。多チャネルエコー消去装置90は、受話側の全Mチャネルの受話端子11〜1、送話側の全Nチャネルの送話端子41,…,4及びマイクロホン3,…,3が接続されており、受話信号x(k),…,x(k)及び収音信号y(k),…,y(k)が入力され、送話信号u(k),…,u(k)を送話端子4,…,4に出力する。多チャネルエコー消去装置90は、N個のエコー消去部8,…,8を備え、各エコー消去部は、エコー予測部81と、減算部82と、エコー経路推定部83とを有する。図1はエコー消去部8について説明し、y(k)をy(k)とし、u(k)をu(k)とし、h11(k),…,hM1(k)をh(k),…,h(k)として表す。他のマイクロホンからの収音信号についても同様の処理を行うことができ、図1の構成を並列に並べるだけでよいため、以下では図1を用いて説明する。 M speakers 2 1, ..., 2 M and N microphones 3 1, ..., 3 N are arranged in a common sound field, speaker 2 1, ..., received signal from the 2 M M channels x 1 (k ),..., X M (k), the multi-channel echo canceller 90 cancels the playback sound (echo) that wraps around the microphone via the m × n echo paths h mn (k). However, m = 1,..., M, n = 1,..., N, M is 2 or more, and N is 1 or more. Multi-channel echo canceller 90, transmitter terminal 4 1 of total N-channel of the receiving terminal 1 1 to 1 M, the transmitting end of all M channels of the receiving side, ..., 4 N and a microphone 3 1, ..., 3 N There are connected, the received signal x 1 (k), ..., x M (k) and the sound collection signal y 1 (k), ..., y N (k) is input, transmission signal u 1 (k) , ..., u N (k) a transmitter terminal 4 1, ..., and outputs a 4 N. The multi-channel echo canceller 90 includes N echo cancelers 8 1 ,..., 8 N , and each echo canceller includes an echo predictor 81, a subtractor 82, and an echo path estimator 83. Figure 1 describes the echo cancellation unit 8 1, y 1 (k) of the y (k), u 1 (k) of the u (k), h 11 ( k), ..., h M1 (k) of Expressed as h 1 (k),..., h M (k). The same processing can be performed on the collected sound signals from other microphones, and it is only necessary to arrange the configurations in FIG. 1 in parallel.

多チャネルエコー消去装置90は、減算部82にて収音信号y(k)と疑似エコー信号y’(k)との差すなわち誤差信号u(k)を求め、この信号u(k)と受話信号x(k),…,x(k)からエコー経路推定部83にてエコー経路(フィルタ係数h’(k))を逐次推定し、この推定結果を用いてエコー予測部81で疑似エコー信号y’(k)を生成する。エコー経路推定が精度よく行われた状態では、収音信号y(k)に含まれるエコー成分と疑似エコー信号y’(k)がほぼ等しくなり、誤差信号u(k)中にエコーは殆ど含まれなくなる。 The multi-channel echo canceller 90 obtains a difference between the collected sound signal y (k) and the pseudo echo signal y ′ (k), that is, an error signal u (k) by the subtracting unit 82, and receives this signal u (k) and the received signal. The echo path estimator 83 sequentially estimates the echo path (filter coefficient h ′ (k)) from the signals x 1 (k),..., X M (k), and the echo predictor 81 uses the estimation result to simulate. An echo signal y ′ (k) is generated. In a state where the echo path estimation is performed with high accuracy, the echo component included in the collected sound signal y (k) and the pseudo echo signal y ′ (k) are almost equal, and the error signal u (k) includes almost no echo. It will not be.

M.M.Sondhi, D.R.Morgan, and J.L.Hall, “Stereophonic Acoustic Echo Cancellation-An Overview of the Fundamental Problem”, IEEE Signal Processing Letters, AUGUST 1995, vol.2, no.8, pp.148-151M.M.Sondhi, D.R.Morgan, and J.L.Hall, “Stereophonic Acoustic Echo Cancellation-An Overview of the Fundamental Problem”, IEEE Signal Processing Letters, AUGUST 1995, vol.2, no.8, pp.148-151

しかしながら、従来技術ではいつも十分にエコーを消去できるとは限らない。   However, the prior art cannot always sufficiently cancel the echo.

エコー経路推定部83によるエコー経路推定が瞬時には完了しないため、人の動き等によりエコー経路が変動するたびに、残留エコーが増大する。   Since the echo path estimation by the echo path estimation unit 83 is not completed instantaneously, the residual echo increases every time the echo path changes due to human movement or the like.

また、ダブルトーク状態では、誤差信号に送話者の音声が含まれるため、エコー経路の推定が乱れ、残留エコーが大きくなる。   In the double talk state, since the error signal includes the voice of the sender, the estimation of the echo path is disturbed and the residual echo becomes large.

さらに、非特許文献1に記載されているように、受話信号が多チャネルの場合には、チャネル間相関が高いために、エコーが消去されている状態であっても推定されたエコー経路と真のエコー経路は必ずしも一致しないことがある。その場合、遠端の話者が交代して受話信号のチャネル間の相互相関が変化すると突然残留エコーが大きくなる。   Further, as described in Non-Patent Document 1, when the received signal is multi-channel, since the correlation between channels is high, the estimated echo path and the true path are true even when the echo is canceled. The echo paths may not always match. In that case, when the far-end speaker changes and the cross-correlation between the channels of the received signal changes, the residual echo suddenly increases.

そして、残留エコーが大きくなると通話品質が劣化するという問題がある。   Then, there is a problem that the call quality deteriorates when the residual echo becomes large.

上記の課題を解決するために、本発明に係る多チャネルエコー消去技術は、残留エコー消去部または第2残留エコー消去部において、擬似エコー信号のパワースペクトルと、第2収音信号または第3収音信号と擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて入出力伝達特性を推定し、擬似エコー信号と入出力伝達特性から第2収音信号または第3収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する。   In order to solve the above-described problems, the multi-channel echo cancellation technique according to the present invention includes a pseudo echo signal power spectrum, a second sound collection signal, or a third sound collection signal in the residual echo cancellation unit or the second residual echo cancellation unit. The input / output transfer characteristic is estimated using the cross spectrum between the sound signal and the pseudo echo signal, and the residual echo component contained in the second sound pickup signal or the third sound pickup signal is determined from the pseudo echo signal and the input / output transfer characteristic. Predict.

本発明は、残留エコー消去部または第2残留エコー消去部において、適応フィルタ用いずに残留エコー成分を予測するため、エコー経路の変動、ダブルトーク及び受話信号のチャネル間の相互相関に影響されずに、迅速にエコーを消去することができるという効果を奏する。   Since the present invention predicts the residual echo component without using an adaptive filter in the residual echo canceller or the second residual echo canceler, it is not affected by echo path fluctuations, double talk, and cross-correlation between received signal channels. In addition, it is possible to quickly cancel the echo.

従来の多チャネルエコー消去装置90の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the conventional multichannel echo cancellation apparatus 90. FIG. 多チャネルエコー消去装置100及び400の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of multi-channel echo cancellation apparatuses 100 and 400. 多チャネルエコー消去装置100及び400の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the multi-channel echo cancellation apparatuses 100 and 400. 入出力相関係数算出部603の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the input-output correlation coefficient calculation part 603. FIG. 多チャネルエコー消去装置200及び500の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the multichannel echo cancellation apparatuses 200 and 500. FIG. 多チャネルエコー消去装置200及び500の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the multichannel echo cancellation apparatuses 200 and 500. 入出力相関係数算出部2603及び903の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the input-output correlation coefficient calculation parts 2603 and 903. 多チャネルエコー消去装置300の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-channel echo canceller 300. 多チャネルエコー消去装置300の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the multichannel echo cancellation apparatus 300. 入出力相関係数算出部3603の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the input-output correlation coefficient calculation part 3603. 第2残留エコー消去部39の構成例を示す図。Diagram illustrating a second configuration example of the residual echo cancellation unit 39 1. 伝達特性調整部4604及び5604の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the transfer characteristic adjustment parts 4604 and 5604. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<多チャネルエコー消去装置100>
図2及び図3を用いて実施例1に係る多チャネルエコー消去装置100を説明する。多チャネルエコー消去装置100は、N個のエコー消去部8,…,8と、N個の残留エコー消去部6,…,6を備える。
<Multi-channel echo canceller 100>
A multi-channel echo canceling apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Multi-channel echo canceller 100, N pieces of echo cancellation portion 81, ..., includes a 8 N, N pieces of the residual echo cancellation portion 61, ..., a 6 N.

M個のスピーカ2,…,2とN個のマイクロホン3,…,3が共通の音場に配置され、スピーカ2,…,2からMチャネルの受話信号x(k),…,x(k)を再生した場合に、多チャネルエコー消去装置100は、m×n本のエコー経路hmn(k)を介してマイクロホンに回り込む再生音(エコー)を消去する。但し、m=1,…,Mであり、n=1,…,Nであり、Mは2以上であり、Nは1以上である。多チャネルエコー消去装置100は、受話側の全Mチャネルの受話端子1〜1、送話側の全Nチャネルの送話端子4,…,4及びマイクロホン3,…,3が接続されており、受話信号x(k),…,x(k)及び第1収音信号y(k),…,y(k)を入力とし、送話信号v(k),…,v(k)を送話端子4,…,4に出力する。 M speakers 2 1, ..., 2 M and N microphones 3 1, ..., 3 N are arranged in a common sound field, speaker 2 1, ..., received signal from the 2 M M channels x 1 (k ),..., X M (k) is reproduced, the multi-channel echo canceller 100 cancels the reproduced sound (echo) that wraps around the microphone via the m × n echo paths h mn (k). However, m = 1,..., M, n = 1,..., N, M is 2 or more, and N is 1 or more. Multi-channel echo canceller 100, transmitter terminal 4 1 of total N-channel of the receiving terminal 1 1 to 1 M, the transmitting end of all M channels of the receiving side, ..., 4 N and a microphone 3 1, ..., 3 N There are connected, the received signal x 1 (k), ..., x M (k) and the first collected signal y 1 (k), ..., and inputs the y N (k), transmission signal v 1 ( k), ..., v N ( k) the transmitter terminal 4 1, ..., and output to 4 N.

図2のエコー消去部8及び残留エコー消去部6について説明する。なお、他のマイクロホンからの収音信号についても、エコー消去部8及び残留エコー消去部6において、同様の処理を行うことができる。よって、図2の構成を並列に並べるだけでよい。なお、以下の図において、y(k)をy(k)とし、v(k)をv(k)とし、h11(k),…,hM1(k)をh(k),…,h(k)として表す。 It explained echo canceling portion 81 and the residual echo canceling portion 61 of FIG. Note that the same processing can be performed on the collected sound signals from other microphones in the echo canceling unit 8 n and the residual echo canceling unit 6 n . Therefore, it is only necessary to arrange the configuration of FIG. 2 in parallel. In the following drawings, y 1 (k) is y (k), v 1 (k) is v (k), and h 11 (k),..., H M1 (k) is h 1 (k). ,..., H M (k).

<エコー消去部8
エコー消去部8は、エコー予測部81、減算部82及びエコー経路推定部83を備える。
<Echo elimination unit 8 1 >
Echo canceling portion 81 is provided with an echo prediction unit 81, subtraction unit 82 and the echo path estimation unit 83.

まず、スピーカ2からマイクロホン3までのエコー経路のインパルス応答をh(k)、その長さをLとすると、Mチャネルの受話信号と第1収音信号y(k)の間には次の関係がある。 First, the impulse response h m of the echo path from the speaker 2 m to the microphone 3 1 (k), the length When L E, between the received signal of the M-channel and the first collected signal y (k) Have the following relationship:

Figure 2012039441
Figure 2012039441

各チャネルのインパルス応答と受話信号を
hm=[hm(0)…hm(LE-1)]T (2)
xm=[xm(k)…xm(k-LE+1)]T (3)
として、ベクトル化すると、Mチャネルの受話信号と第1収音信号の関係は次のように記述される。
Impulse response and received signal of each channel
h m = [h m (0)… h m (L E -1)] T (2)
x m = [x m (k)… x m (kL E +1)] T (3)
As a vector, the relationship between the M channel received signal and the first collected sound signal is described as follows.

y(k)=h1 Tx1(k)+…+hM TxM(k) (4)
但し、Tは転置を表す。
y (k) = h 1 T x 1 (k) +… + h M T x M (k) (4)
However, T represents transposition.

<エコー予測部81>
エコー予測部81は、適応フィルタによる疑似エコー経路に受話信号x(k),…,x(k)を入力して疑似エコー信号y’(k)を生成、出力する(s81)。エコー予測部81は適応フィルタによって構成され、受話状態における減算部82の誤差信号が最小となるように後述するエコー経路推定部83で適応フィルタの特性が制御される。
<Echo Prediction Unit 81>
The echo prediction unit 81 inputs the received signals x 1 (k),..., X M (k) to the pseudo echo path by the adaptive filter, generates and outputs a pseudo echo signal y ′ (k) (s81). The echo prediction unit 81 includes an adaptive filter, and the characteristic of the adaptive filter is controlled by an echo path estimation unit 83 (to be described later) so that the error signal of the subtraction unit 82 in the reception state is minimized.

例えば、各チャネルの適応フィルタのフィルタ係数を
h'm=[h'm(0)…h'm(LE-1)]T (5)
とし、
y'(k)=h'1 Tx1(k)+…+h'M TxM(k) (6)
を生成する。エコー予測部81は、生成した擬似エコー信号y’(k)を減算部82と、残留エコー消去部6内の周波数領域変換部608へ出力する。なお、例えば、適応フィルタのタップ長は100〜200ms程度に設定すればよい。
For example, the filter coefficient of the adaptive filter for each channel
h ' m = [h' m (0)… h ' m (L E -1)] T (5)
age,
y '(k) = h' 1 T x 1 (k) +… + h ' M T x M (k) (6)
Is generated. Echo prediction unit 81 includes a pseudo echo signal y generated '(k) to the subtraction unit 82, and outputs it to the frequency domain transform section 608 of the residual echo canceling unit 6 1. For example, the tap length of the adaptive filter may be set to about 100 to 200 ms.

<減算部82>
減算部82は、第1収音信号y(k)と疑似エコー信号y’(k)を入力とし、第1収音信号y(k)から疑似エコー信号y’(k)を差し引き、誤差信号(以下「第2収音信号」という)u(k)を求め、出力する(s82)。
<Subtraction unit 82>
The subtracting unit 82 receives the first sound pickup signal y (k) and the pseudo echo signal y ′ (k), subtracts the pseudo echo signal y ′ (k) from the first sound pickup signal y (k), and generates an error signal. U (k) (hereinafter referred to as “second sound pickup signal”) is obtained and output (s82).

u(k)=y(k)-y'(k) (7)
求めた第2収音信号u(k)をエコー経路推定部83と残留エコー消去部61内の周波数領域変換部602に出力する。
u (k) = y (k) -y '(k) (7)
The obtained second collected sound signal u (k) is output to the echo path estimation unit 83 and the frequency domain conversion unit 602 in the residual echo cancellation unit 61.

<エコー経路推定部83>
エコー経路推定部は、第2収音信号u(k)と受話信号x(k),…,x(k)を入力とし、これらを用いて、適応フィルタのフィルタ係数h’(k)を更新し、出力する(s83)。適応フィルタの係数修正法としてNormalized Least Mean Squareアルゴリズム(NLMSアルゴリズム)を用いた場合を説明する。
<Echo path estimation unit 83>
The echo path estimation unit receives the second collected sound signal u (k) and the received signals x 1 (k),..., X M (k) as input, and uses them to use the filter coefficient h ′ (k) of the adaptive filter. Is updated and output (s83). A case where the Normalized Least Mean Square algorithm (NLMS algorithm) is used as a coefficient correction method for the adaptive filter will be described.

h'm(k+1)=h'm(k)+μu(k)xm(k) (8)
但し、μはステップサイズであり、
h ' m (k + 1) = h' m (k) + μu (k) x m (k) (8)
Where μ is the step size,

Figure 2012039441
Figure 2012039441

により決定される。なお、μは入力信号のパワーに基づいて制御され、安定した推定を行うために、予め0〜1の値に設定されるパラメータである。エコー経路推定部83は、更新したフィルタ係数h’(k+1)をコピーして、エコー予測部81に出力する。 Determined by. Note that μ 0 is a parameter that is controlled based on the power of the input signal and is preset to a value of 0 to 1 in order to perform stable estimation. The echo path estimation unit 83 copies the updated filter coefficient h ′ (k + 1) and outputs it to the echo prediction unit 81.

<残留エコー消去部6
残留エコー消去部6は、M個の周波数領域変換部601,…,601と、周波数領域変換部602と、入出力相関係数算出部603と、入出力伝達特性推定部604と、残留エコー予測部605と、減算部606と、時間領域変換部607と周波数領域変換部608を有する。
<Residual echo canceller 6 1 >
Residual echo canceling unit 6 1, M number of frequency domain transform unit 601 1, ..., and 601 M, the frequency domain converter 602, an input-output correlation coefficient calculation unit 603, an input-output transfer characteristic estimating section 604, It has a residual echo prediction unit 605, a subtraction unit 606, a time domain conversion unit 607, and a frequency domain conversion unit 608.

<周波数領域変換部601,…,601、602、608>
周波数領域変換部601,…,601は、それぞれMチャネルの受話信号x(k),…,x(k)を入力とし、周波数領域の信号X(f,j),…,X(f,j)に変換し、出力する(s601)。但し、fは周波数番号を表し、jはフレーム番号を表す。
<Frequency domain transform units 601 1 ,..., 601 M , 602, 608>
The frequency domain transform units 601 1 ,..., 601 M each receive M channel received signals x 1 (k),..., X M (k) as inputs, and frequency domain signals X 1 (f, j),. X M (f, j) is converted and output (s601). However, f represents a frequency number and j represents a frame number.

周波数領域変換部602は、減算部82の出力信号である第2収音信号u(k)を入力とし、周波数領域の信号U(f,j)に変換し、出力する(s602)。   The frequency domain transforming unit 602 receives the second collected sound signal u (k), which is an output signal of the subtracting unit 82, converts it into a frequency domain signal U (f, j), and outputs it (s602).

周波数領域変換部608は、エコー予測部81の出力信号である擬似エコー信号y’(k)を入力とし、周波数領域の信号に変換し、出力する(s608)。なお、周波数領域の擬似エコー信号を便宜上、X(f,j)と表記する。 The frequency domain transform unit 608 receives the pseudo echo signal y ′ (k), which is an output signal of the echo prediction unit 81, converts it into a frequency domain signal, and outputs it (s608). Note that the frequency domain pseudo echo signal is represented as X 0 (f, j) for convenience.

各信号を1フレーム=2Lサンプルとし、L/Dサンプル毎にブロック化し、L/Dサンプルずつずらして、フレームを作成する場合について説明する。但し、Lは自然数であり、DはLを割り切る自然数であり、時刻k=jL/Dである。周波数領域への変換は例えば、FFT(Fast Fourier transform)やDFT(discrete Fourier transform)により行い、計算を簡略化・高速化するために、Lを2のべき乗にとってもよい。例えば、L=64〜512、D=2〜8等とする。フレーム長を10ms〜20msに対応するように設定すればよい。   A case will be described in which each signal is set to 1 frame = 2 L samples, the L / D samples are blocked, and the L / D samples are shifted to create a frame. However, L is a natural number, D is a natural number that divides L, and time k = jL / D. The conversion to the frequency domain is performed by, for example, FFT (Fast Fourier transform) or DFT (discrete Fourier transform), and L may be a power of 2 in order to simplify and speed up the calculation. For example, L = 64 to 512, D = 2 to 8 and the like. The frame length may be set so as to correspond to 10 ms to 20 ms.

<入出力相関係数算出部603>
入出力相関係数算出部603は、周波数領域の擬似エコー信号X(f,j)とMチャネルの各受話信号X(f,j),…,X(f,j)と第2収音信号U(f,j)を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、擬似エコー信号及びMチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、出力する(s603)。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻k=jL/Dにおける値である。
<Input / output correlation coefficient calculation unit 603>
Output phase number calculating section 603 relationship, the pseudo echo signal X 0 in the frequency domain (f, j) and the received signal of the M-channel X 1 (f, j), ..., X M (f, j) and the second The collected sound signal U (f, j) is input, and the cross spectrum between these signals and the power spectrum of each channel of the pseudo echo signal and the M channel received signal are obtained and output (s603). Each cross spectrum and power spectrum are values at time k = jL / D.

例えば、入出力相関関数算出部603は、図4に示すように、パワースペクトル算出部603aとクロススペクトル算出部603bとを備える。   For example, the input / output correlation function calculation unit 603 includes a power spectrum calculation unit 603a and a cross spectrum calculation unit 603b as shown in FIG.

パワースペクトル算出部603aは、以下の式により、擬似エコー信号のパワースペクトルP00(f,j)及びMチャネルの受話信号の第mチャネルの受話信号のパワースペクトルPmm(f,j)を求める。 The power spectrum calculation unit 603a obtains the power spectrum P 00 (f, j) of the pseudo echo signal and the power spectrum P mm (f, j) of the m-th channel received signal of the M channel received signal by the following equations. .

Figure 2012039441
Figure 2012039441

但し、q=0,1,…,Mとし、AはAの複素共役を表し、E[A]をAの平均をとる関数を表す。 However, q = 0, 1,..., M, A * represents a complex conjugate of A, and E [A] represents a function that averages A.

クロススペクトル算出部603bは、以下の式により、擬似エコー信号と第mチャネルの受話信号との間のクロススペクトルP0m(f,j)と、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをPm’m(f,j)を求める。なお、m’≠mとし、m’=1,…,Mとする。 The cross spectrum calculation unit 603b obtains the cross spectrum P 0m (f, j) between the pseudo echo signal and the m-th channel received signal, the m′-channel received signal, and the m-th channel received by the following equations. P m′m (f, j) is obtained from the cross spectrum between the signals. Note that m ′ ≠ m, and m ′ = 1,.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

但し、q’≠qとし、q’=0,1,…,Mとする。 However, q ′ ≠ q and q ′ = 0, 1,.

さらに、クロススペクトル算出部603bは、以下の式により、擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)と、第mチャネルの受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を求める。 Further, the cross spectrum calculation unit 603b calculates the cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the second sound collection signal, the m-th channel reception signal, and the second sound collection signal according to the following equations. A cross spectrum Q m (f, j) between the two is obtained.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

なお、平均処理の一例としては、 As an example of the averaging process,

Figure 2012039441
Figure 2012039441

のように、1フレーム前の処理結果と0〜1の値をとる平滑化定数βを用いる方法がある。また過去の数フレームに時定数を乗じて平均を求める方法等が考えられる。Q(f,j)についても同様である。 As described above, there is a method using a processing result of one frame before and a smoothing constant β that takes a value of 0 to 1. Further, a method of obtaining an average by multiplying the past several frames by a time constant is conceivable. The same applies to Q (f, j).

なお、入出力相関係数算出部603は、パワースペクトルPqq(f,j)とクロススペクトルPq’q(f,j)からなる入力信号間の相関係数P(f,j)と、入出力信号間の相関係数Q(f,j)を求めると言い換えることもできる。 The input / output correlation coefficient calculation unit 603 includes a correlation coefficient P (f, j) between input signals including the power spectrum P qq (f, j) and the cross spectrum P q′q (f, j), In other words, the correlation coefficient Q (f, j) between the input and output signals is obtained.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<入出力伝達特性推定部604>
入出力伝達特性推定部604は、擬似エコー信号及びMチャネルの各受話信号のパワースペクトルPqq(f,j)と、擬似エコー信号とMチャネルの各受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルPq’q(f,j)とQ(f,j)を用いて、周波数ごとに入出力伝達特性G(f,j)を推定し(s604)、出力する。
<Input / output transfer characteristic estimation unit 604>
The input / output transfer characteristic estimator 604 includes the pseudo echo signal and the power spectrum P qq (f, j) of each M-channel received signal, and between the pseudo echo signal, each M-channel received signal, and the second collected sound signal. Using the cross spectrum P q′q (f, j) and Q q (f, j), the input / output transfer characteristic G (f, j) is estimated for each frequency (s604) and output.

例えば、入出力伝達特性推定部604は、入出力伝達特性G(f,j)を   For example, the input / output transfer characteristic estimation unit 604 calculates the input / output transfer characteristic G (f, j).

Figure 2012039441
Figure 2012039441

により推定する。 Estimated by

なお上記パワースペクトルとクロススペクトルからなる行列について、逆行列計算を安定化するために、対角成分に微小定数を加えてもよい。   For the matrix composed of the power spectrum and the cross spectrum, a small constant may be added to the diagonal component in order to stabilize the inverse matrix calculation.

<残留エコー予測部605>
残留エコー予測部605は、周波数領域のMチャネルの受話信号X(f,j),…,X(f,j)と擬似エコー信号X(f,j)と推定した入出力伝達特性G(f,j)を入力とし、これらの値から第2収音信号に含まれる残留エコー成分U^(f,j)を予測し(s605)、出力する。例えば、残留エコー予測部605は、残留エコー成分を以下の式により、予測する。
<Residual echo prediction unit 605>
The residual echo prediction unit 605 estimates the input / output transfer characteristics estimated as the M-channel received signals X 1 (f, j),..., X M (f, j) and the pseudo echo signal X 0 (f, j) in the frequency domain. Using G (f, j) as an input, a residual echo component U ^ (f, j) included in the second collected sound signal is predicted from these values (s605) and output. For example, the residual echo prediction unit 605 predicts the residual echo component by the following formula.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<減算部606及び時間領域変換部607>
減算部606は、第2収音信号U(f,j)と予測した残留エコー成分U^(f,j)を入力とし、周波数領域の第2収音信号U(f,j)から、予測した残留エコー成分U^(f,j)を差し引き(s606)、送話信号V(f,j)を求め、出力する。
<Subtraction unit 606 and time domain conversion unit 607>
The subtraction unit 606 receives the second collected sound signal U (f, j) and the predicted residual echo component U ^ (f, j) as input, and predicts from the second collected sound signal U (f, j) in the frequency domain. The transmitted echo signal U (f, j) is subtracted (s606), and the transmission signal V (f, j) is obtained and output.

V(f,j)=U(f,j)-U^(f,j) (19)
時間領域変換部607は、減算部606で求めた送話信号V(f,j)を入力とし、これを時間領域の信号v(k)に変換し、送話信号として送話端子41へ出力する(s607)。なお、時間領域への変換は例えば、周波数領域変換部で用いた変換方法に対応するものであればよい。
V (f, j) = U (f, j) -U ^ (f, j) (19)
The time domain conversion unit 607 receives the transmission signal V (f, j) obtained by the subtraction unit 606, converts it into a time domain signal v (k), and outputs it to the transmission terminal 41 as a transmission signal. (S607). Note that the conversion to the time domain may be performed as long as it corresponds to the conversion method used in the frequency domain conversion unit, for example.

<効果>
このような構成とすることによって、エコー消去部8により従来技術と同等のエコー消去量及び音声品質を保つことができ、さらに、擬似エコー信号とMチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルと、擬似エコー信号とMチャネルの受話信号の各チャネルと第2収音信号との間のクロススペクトルとから入出力伝達特性を推定し、Mチャネルの受話信号と擬似エコー信号と入出力伝達特性とから第2収音信号に含まれるエコー成分を予測するため、残留エコー消去部では、適応フィルタのフィルタ係数を更新する必要がない。そのため、エコー経路の変動に即座に対応し、従来の多チャネルエコー消去装置に比べ高速にエコーを予測することができ、エコー以外の信号による推定揺らぎを抑えることができる。また、周波数領域で伝達特性とエコーに関して振幅と位相を推定し、引き算によりエコーの消去を図るため、ダブルトーク時でも送話損失の歪みを小さくでき、チャネル数によらずエコーを消去することができる。
<Effect>
With such a configuration, it is possible to maintain the prior art equivalent amount of echo cancellation and voice quality by echo cancellation unit 8 n, further comprising a power spectrum of each channel of the received signals of the pseudo echo signal and the M-channel The input / output transfer characteristics are estimated from the pseudo echo signal, the cross spectrum between each channel of the M channel received signal and the second sound pickup signal, and the M channel received signal, the pseudo echo signal, and the input / output transfer characteristics are Therefore, since the echo component included in the second collected sound signal is predicted, the residual echo canceling unit does not need to update the filter coefficient of the adaptive filter. Therefore, it is possible to respond immediately to fluctuations in the echo path, predict an echo faster than conventional multi-channel echo cancellers, and suppress estimated fluctuations due to signals other than echoes. In addition, since the amplitude and phase of the transfer characteristics and echoes are estimated in the frequency domain and the echo is canceled by subtraction, the distortion of transmission loss can be reduced even during double talk, and the echo can be canceled regardless of the number of channels. it can.

つまり、エコー消去部8におけるエコー経路推定に時間がかかる初期段階や状況が変化する等の場合に、高速な残留エコー消去部6によるエコー消去処理を行うことで残留エコーを抑えることができる。また、エコー消去部におけるエコー経路推定が安定した場合には、エコー消去部8による性能によりさらに残留エコーを抑えることできる。そのため、エコー消去部及び残留エコー消去部を単独で使う場合に比べて、処理時間全体にわたり残留エコーを低減した通話が可能になる。 That is, in the case where the initial stage or the situation where it takes time to estimate the echo path in the echo canceling unit 8 n changes, the residual echo can be suppressed by performing the echo canceling processing by the high-speed residual echo canceling unit 6 n. . Further, when the echo path estimation in the echo cancellation unit is stabilized it can be suppressed more residual echo by performance of the echo cancellation unit 8 n. Therefore, compared with the case where the echo canceling unit and the residual echo canceling unit are used alone, it is possible to perform a call with the residual echo reduced over the entire processing time.

さらに、残留エコー消去部6において、その処理遅延量は周波数領域変換部601、602、608で設定されるL/Dにより決定される。予測性能を向上させるために、フレーム長を長くすると、その遅延量が大きくなる。一方、処理遅延を短くするためにフレーム長を(エコー予測部81で用いる)適応フィルタのタップ長Lより短くすると、残響成分のうちフレーム長よりも遅れて到達する残留エコー成分に対応できなくなる。そのために残留エコー消去性能が低下する。例えばフレーム長を10msにとった場合、通常の会議室の残響時間は300ms以上なので、エコー経路インパルス応答の10msより後ろの部分(つまり、10ms〜300ms以上)に含まれる残留エコー成分に対応できないために、残留エコー消去性能は大幅に劣化する。 Further, in the residual echo canceller 6 n , the processing delay amount is determined by L / D set by the frequency domain converters 601 m , 602, and 608. If the frame length is increased in order to improve the prediction performance, the amount of delay increases. On the other hand, when shorter than tap length L E of the adaptive filter frame length in order to shorten the processing delay (used in the echo prediction unit 81), can not be corresponding to the residual echo component reaching later than the frame length of the reverberation component . As a result, the residual echo cancellation performance is degraded. For example, when the frame length is 10 ms, the reverberation time of a normal conference room is 300 ms or more, and therefore it is not possible to cope with the residual echo component included in the portion after 10 ms of the echo path impulse response (that is, 10 ms to 300 ms or more). In addition, the residual echo cancellation performance is significantly degraded.

そこで、適応フィルタが生成する擬似エコー信号y’(k)には、フレーム長を超える残響成分を含むことに着目した。残留エコー予測部605において、擬似エコー信号y’(k)を用いて、残留エコーを推定することで、遅延量を増大させることなく、残留エコー消去性能を向上させることができる。これにより、残響が長い部屋でも残留エコー消去性能を確保することができる。   Therefore, attention is paid to the fact that the pseudo echo signal y ′ (k) generated by the adaptive filter includes a reverberation component exceeding the frame length. In the residual echo prediction unit 605, the residual echo cancellation performance can be improved without increasing the delay amount by estimating the residual echo using the pseudo echo signal y '(k). Thereby, the residual echo cancellation performance can be ensured even in a room with long reverberation.

<プログラム>
上述した多チャネルエコー消去装置は、コンピュータにより機能させることもできる。この場合はコンピュータに、目的とする装置(実施例で図に示した機能構成をもつ装置)として機能させるためのプログラム、又はその処理手順(実施例で示したもの)の各過程をコンピュータに実行させるためのプログラムを、CD−ROM、磁気ディスク、半導体記憶装置などの記録媒体から、あるいは通信回線を介してそのコンピュータ内にダウンロードし、そのプログラムを実行させればよい。
<Program>
The above-described multi-channel echo canceller can also be operated by a computer. In this case, each process of the program for causing the computer to function as the target device (the device having the functional configuration shown in the drawings in the embodiment) or the processing procedure (shown in the embodiment) is executed on the computer. The program may be downloaded into a computer from a recording medium such as a CD-ROM, a magnetic disk, or a semiconductor storage device or via a communication line, and the program may be executed.

<変形例>
各残留エコー消去部内で使用される周波数領域のMチャネルの受話信号X(f,j),…,X(f,j)の値は、残留エコー消去部6,…,6で同じため、N個の残留エコー消去部6,…,6が、受話信号の周波数領域変換部の出力を共有してもよい。
<Modification>
Received signals X 1 of M channels in the frequency space used by each residual echo cancellation portion (f, j), ..., the value of X M (f, j), the residual echo canceling portion 61, ..., in 6 N Therefore, N residual echo cancellers 6 1 ,..., 6 N may share the output of the frequency domain transform unit of the received signal.

全ての送話信号に対しエコー消去処理を行わなくとも、一部の送話信号に対してのみ、エコーを消去してもよい。   Even if echo cancellation processing is not performed for all transmission signals, echoes may be canceled only for some transmission signals.

多チャネルエコー消去装置100への入力は、受話端子1,…,1から得られる信号に対し、相関変動処理等を行った受話信号であってもよい。 The input to the multi-channel echo canceller 100, receiving terminal 1 1, ..., to the signal obtained from the 1 M, may be a received signal subjected to correlation change treatment.

エコー経路推定部83におけるフィルタ係数の更新方法は、学習同定法以外の従来技術(例えば、射影アルゴリズム、指数重み付けアルゴリズム、指数重み付け射影アルゴリズム等)を用いてもよい。   As a method for updating the filter coefficient in the echo path estimation unit 83, a conventional technique other than the learning identification method (for example, a projection algorithm, an exponential weighting algorithm, an exponential weighted projection algorithm, or the like) may be used.

実施例1の残留エコー消去部の演算量の大半は、相関係数の算出と伝達特性の算出が占めている。相関係数の算出はチャネル数の2乗に比例し、伝達特性の算出は逆行列演算を含むためにチャネル数の3乗に比例する。このため実施例1では、チャネル数が増加すると演算量が急激に増大する。そこで実施例2では、チャネル数が増大したときの演算量増大を抑えるために、その構成を簡素化する。   The calculation amount of the correlation coefficient and the calculation of the transfer characteristic occupy most of the calculation amount of the residual echo canceller in the first embodiment. The calculation of the correlation coefficient is proportional to the square of the number of channels, and the calculation of the transfer characteristic is proportional to the third power of the number of channels because it includes an inverse matrix operation. For this reason, in Example 1, when the number of channels increases, the amount of calculation increases rapidly. Therefore, in the second embodiment, the configuration is simplified in order to suppress an increase in the amount of calculation when the number of channels increases.

<多チャネルエコー消去装置200>
図5及び図6を用いて実施例2に係る多チャネルエコー消去装置200を説明する。なお、実施例1と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置200は、N個のエコー消去部8,…,8と、N個の残留エコー消去部26,…,26を備える。
図5を用いて、実施例1と異なる残留エコー消去部26について説明する。
<Multi-channel echo canceller 200>
A multi-channel echo canceling apparatus 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Only parts different from the first embodiment will be described. Multi-channel echo canceller 200, N pieces of echo cancellation portion 81, ..., includes a 8 N, N pieces of the residual echo cancellation unit 26 1, ..., a 26 N.
With reference to FIG. 5, Example 1 is different from the residual echo canceling unit 26 1 will be described.

<残留エコー消去部26
残留エコー消去部26は、周波数領域変換部602と、入出力相関係数算出部2603と、入出力伝達特性推定部2604と、残留エコー予測部2605と、減算部606と、時間領域変換部607と周波数領域変換部608を有する。残留エコー消去部26は、M個の周波数領域変換部601,…,601を備えなくともよい。
<Residual echo canceling unit 26 1 >
Residual echo canceling portion 26 1 includes a frequency domain transform unit 602, an input-output correlation coefficient calculation unit 2603, the input-output transfer characteristic estimating unit 2604, a residual echo prediction unit 2605, a subtracting unit 606, the time domain converter 607 and a frequency domain converter 608. Residual echo canceling portion 26 1, M number of frequency domain transform unit 601 1, ..., it may not comprise a 601 M.

<入出力相関係数算出部2603>
入出力相関係数算出部2603は、周波数領域の擬似エコー信号X(f,j)と第2収音信号U(f,j)を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、擬似エコー信号のパワースペクトルを求め、出力する(s2603)。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻k=jL/Dにおける値である。
<Input / output correlation coefficient calculation unit 2603>
The input / output correlation coefficient calculation unit 2603 receives the frequency domain pseudo echo signal X 0 (f, j) and the second sound pickup signal U (f, j), and inputs the cross spectrum between these signals and the pseudo echo. The power spectrum of the signal is obtained and output (s2603). Each cross spectrum and power spectrum are values at time k = jL / D.

例えば、入出力相関関数算出部2603は、図7に示すように、パワースペクトル算出部2603aとクロススペクトル算出部2603bとを備える。   For example, the input / output correlation function calculation unit 2603 includes a power spectrum calculation unit 2603a and a cross spectrum calculation unit 2603b as shown in FIG.

パワースペクトル算出部2603aは、以下の式により、擬似エコー信号のパワースペクトルP00(f,j)を求める。 The power spectrum calculation unit 2603a obtains the power spectrum P 00 (f, j) of the pseudo echo signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

クロススペクトル算出部2603bは、以下の式により、擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を求める。 The cross spectrum calculation unit 2603b obtains a cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the second sound collection signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<入出力伝達特性推定部2604>
入出力伝達特性推定部2604は、擬似エコー信号のパワースペクトルP00(f,j)と、擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を用いて、周波数ごとに入出力伝達特性G(f,j)を推定し(s2604)、出力する。
<Input / output transfer characteristic estimation unit 2604>
The input / output transfer characteristic estimation unit 2604 uses the power spectrum P 00 (f, j) of the pseudo echo signal and the cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the second collected sound signal, The input / output transfer characteristic G 0 (f, j) is estimated for each frequency (s2604) and output.

例えば、入出力伝達特性推定部2604は、入出力伝達特性G(f,j)を For example, the input / output transfer characteristic estimation unit 2604 calculates the input / output transfer characteristic G 0 (f, j).

Figure 2012039441
Figure 2012039441

により推定する。 Estimated by

<残留エコー予測部2605>
残留エコー予測部2605は、擬似エコー信号X(f,j)と推定した入出力伝達特性G(f,j)を入力とし、これらの値から第2収音信号に含まれる残留エコー成分U^(f,j)を予測し(s2605)、出力する。例えば、残留エコー予測部2605は、残留エコー成分を以下の式により、予測する。
<Residual echo prediction unit 2605>
The residual echo prediction unit 2605 receives the estimated input / output transfer characteristic G 0 (f, j) as the pseudo echo signal X 0 (f, j), and based on these values, the residual echo component included in the second collected sound signal U ^ (f, j) is predicted (s2605) and output. For example, the residual echo prediction unit 2605 predicts the residual echo component by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<効果>
このような構成とすることで、残留エコー消去部において、擬似エコー信号のパワースペクトルと第2収音信号と擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて入出力伝達特性を推定し、擬似エコー信号と入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる残留エコー成分を予測するため、エコー経路の変動、ダブルトーク及び受話信号のチャネル間の相互相関に影響されずに、迅速にエコーを消去することができるという効果を奏する。
<Effect>
With this configuration, the residual echo canceling unit estimates the input / output transfer characteristics using the cross spectrum between the power spectrum of the pseudo echo signal and the second collected sound signal and the pseudo echo signal, Since the residual echo component contained in the second collected signal is predicted from the signal and input / output transfer characteristics, the echo is quickly canceled without being affected by echo path fluctuations, double-talk, and cross-correlation between channels of the received signal. There is an effect that can be done.

さらに、チャネル数が増大しても残留エコー消去部の演算量を増大しないという効果を奏する。つまり、残留エコー消去部への入力を1チャネル(擬似エコー信号用)としているため、チャネル数が増大しても残留エコー消去部の演算量は増大しない。よって、特に、チャネル数が多いときに有効な構成となる。   Furthermore, even if the number of channels is increased, there is an effect that the calculation amount of the residual echo canceling unit is not increased. That is, since the input to the residual echo canceller is one channel (for pseudo echo signal), the amount of computation of the residual echo canceller does not increase even if the number of channels increases. Therefore, the configuration is particularly effective when the number of channels is large.

<多チャネルエコー消去装置300>
図8及び図9を用いて実施例3に係る多チャネルエコー消去装置300を説明する。なお、実施例1と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置300は、N個のエコー消去部8,…,8と、N個の第1残留エコー消去部36,…,36と、N個の第2残留エコー消去部39,…,39を備える。
<Multi-channel echo canceller 300>
A multi-channel echo cancellation apparatus 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. Only parts different from the first embodiment will be described. The multi-channel echo canceller 300 includes N echo cancelers 8 1 ,..., 8 N , N first residual echo cancelers 36 1 ,..., 36 N , and N second residual echo cancelers. 39 1 ,..., 39 N are provided.

図8及び図9を用いて、実施例1と異なる第1残留エコー消去部36と第2残留エコー消去部39について説明する。 With reference to FIGS. 8 and 9, Example 1 is different from the first residual echo canceling portion 36 1 and the second residual echo canceling unit 39 1 will be described.

<第1残留エコー消去部36
残留エコー消去部36は、M個の周波数領域変換部601,…,601と、周波数領域変換部602と、入出力相関係数算出部3603と、入出力伝達特性推定部3604と、残留エコー予測部3605と、減算部3606を有する。
<First Residual Echo Elimination Unit 36 1 >
Residual echo canceling portion 36 1, M number of frequency domain transform unit 601 1, ..., and 601 M, the frequency domain converter 602, an input-output correlation coefficient calculation unit 3603, the input-output transfer characteristic estimating unit 3604, A residual echo prediction unit 3605 and a subtraction unit 3606 are included.

<入出力相関係数算出部3603>
入出力相関係数算出部3603は、周波数領域のMチャネルの各受話信号X(f,j),…,X(f,j)と第2収音信号U(f,j)を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、Mチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、出力する(s3603)。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻k=jL/Dにおける値である。
<Input / output correlation coefficient calculation unit 3603>
The input / output correlation coefficient calculation unit 3603 receives the M-channel received signals X 1 (f, j),..., X M (f, j) and the second collected sound signal U (f, j) in the frequency domain. Then, the cross spectrum between these signals and the power spectrum of each channel of the M channel received signal are obtained and output (s3603). Each cross spectrum and power spectrum are values at time k = jL / D.

例えば、入出力相関関数算出部3603は、図10に示すように、パワースペクトル算出部3603aとクロススペクトル算出部3603bとを備える。   For example, the input / output correlation function calculation unit 3603 includes a power spectrum calculation unit 3603a and a cross spectrum calculation unit 3603b as illustrated in FIG.

パワースペクトル算出部3603aは、以下の式により、Mチャネルの受話信号の第mチャネルの受話信号のパワースペクトルPmm(f,j)を求める。 The power spectrum calculation unit 3603a obtains the power spectrum P mm (f, j) of the m-th channel received signal of the M channel received signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

クロススペクトル算出部3603bは、以下の式により、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをPm’m(f,j)を求める。 The cross spectrum calculation unit 3603b obtains P m′m (f, j) as a cross spectrum between the m′th channel received signal and the mth channel received signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

さらに、クロススペクトル算出部3603bは、以下の式により、第mチャネルの受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を求める。 Further, the cross spectrum calculation unit 3603b obtains a cross spectrum Q m (f, j) between the m-th channel received signal and the second sound pickup signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

なお、入出力相関係数算出部3603は、以下に示すパワースペクトルPmm(f,j)とクロススペクトルPm’m(f,j)からなる入力信号間の相関係数P(f,j)と、入出力信号間の相関係数Q(f,j)を求めると言い換えることもできる。 Note that the input / output correlation coefficient calculation unit 3603 has a correlation coefficient P (f, j) between input signals including a power spectrum P mm (f, j) and a cross spectrum P m′m (f, j) shown below. ) And the correlation coefficient Q (f, j) between the input and output signals can be paraphrased.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<入出力伝達特性推定部3604>
入出力伝達特性推定部3604は、Mチャネルの各受話信号のパワースペクトルPmm(f,j)と、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号との間のクロススペクトルPm’m(f,j)と、第Mチャネルの各受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルとQ(f,j)を用いて、周波数ごとに入出力伝達特性G(f,j)を推定し(s3604)、出力する。
<Input / output transfer characteristic estimation unit 3604>
The input / output transfer characteristic estimator 3604 generates a power spectrum P mm (f, j) of each M channel received signal and a cross spectrum P m ′ between the m′th channel received signal and the mth channel received signal. Using m (f, j), the cross spectrum between each received signal of the M-th channel and the second collected sound signal, and Q m (f, j), input / output transfer characteristics G (f, j j) is estimated (s3604) and output.

例えば、入出力伝達特性推定部3604は、入出力伝達特性G(f,j)を   For example, the input / output transfer characteristic estimation unit 3604 calculates the input / output transfer characteristic G (f, j).

Figure 2012039441
Figure 2012039441

により推定する。 Estimated by

<残留エコー予測部3605>
残留エコー予測部3605は、周波数領域のMチャネルの受話信号X(f,j),…,X(f,j)と推定した入出力伝達特性G(f,j)を入力とし、これらの値から第2収音信号に含まれる残留エコー成分U^(f,j)を予測し(s3605)、出力する。例えば、残留エコー予測部3605は、残留エコー成分を以下の式により、予測する。
<Residual echo prediction unit 3605>
The residual echo prediction unit 3605 receives the estimated input / output transfer characteristics G (f, j) as M-channel received signals X 1 (f, j),..., X M (f, j) in the frequency domain. The residual echo component U ^ (f, j) included in the second collected sound signal is predicted from the value of (2) (s3605) and output. For example, the residual echo prediction unit 3605 predicts the residual echo component by the following formula.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<減算部3606>
減算部3606は、第2収音信号U(f,j)と予測した残留エコー成分U^(f,j)を入力とし、周波数領域の第2収音信号U(f,j)から、予測した残留エコー成分U^(f,j)を差し引き(s606)、第3収音信号U’(f,j)を求め、第2残留エコー消去部39へ出力する。
<Subtraction unit 3606>
The subtractor 3606 receives the second collected sound signal U (f, j) and the predicted residual echo component U ^ (f, j) as input, and predicts from the second collected sound signal U (f, j) in the frequency domain. ^ the residual echo component U (f, j) subtracted (S606), the third picked-up signal U '(f, j) and determined, and outputs the second to the residual echo canceling portion 39 1.

U'(f,j)=U(f,j)-U^(f,j) (38)     U '(f, j) = U (f, j) -U ^ (f, j) (38)

<第2残留エコー消去部39
図11に示すように、第2残留エコー消去部39は、周波数領域変換部908と、第2入出力相関係数算出部903と、第2入出力伝達特性推定部904と第2残留エコー予測部905と減算部906とを備える。第2残留エコー消去部39は、第3収音信号U’(f,j)と擬似エコー信号y’(k)を入力とし、第3収音信号U’(f,j)からさらに残留エコー成分を除いた送話信号を生成し、送話端4に出力する。以下、各部の処理例を示す。
<Second Residual Echo Eliminating Unit 39 1 >
As shown in FIG. 11, the second residual echo canceling portion 39 1 includes a frequency domain converter 908, a second input-output correlation coefficient calculation unit 903, a second input-output transfer characteristic estimating section 904 second residual echo A prediction unit 905 and a subtraction unit 906 are provided. Second residual echo canceling unit 39 1, the third picked-up signal U '(f, j) and the echo replica signal y' as input (k), further residual third collected signal U '(f, j) It generates a transmission signal excluding the echo component, and outputs the transmitting end 4 1. Hereinafter, processing examples of each unit will be shown.

<周波数領域変換部908>
周波数領域変換部908は、エコー予測部81の出力信号である擬似エコー信号y’(k)を入力とし、周波数領域の信号X(f,j)に変換し、出力する(s908)。
<Frequency domain transform unit 908>
The frequency domain transform unit 908 receives the pseudo echo signal y ′ (k) that is the output signal of the echo prediction unit 81, converts the pseudo echo signal y ′ (k) into a frequency domain signal X 0 (f, j), and outputs the signal (s908).

<第2入出力相関係数算出部903>
第2入出力相関係数算出部903は、周波数領域の擬似エコー信号X(f,j)と第3収音信号U’(f,j)を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、擬似エコー信号のパワースペクトルを求め、出力する(s903)。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻k=jL/Dにおける値である。
<Second input / output correlation coefficient calculation unit 903>
The second input / output correlation coefficient calculation unit 903 receives the frequency domain pseudo echo signal X 0 (f, j) and the third collected sound signal U ′ (f, j) as input, and the cross spectrum between these signals. Then, the power spectrum of the pseudo echo signal is obtained and output (s903). Each cross spectrum and power spectrum are values at time k = jL / D.

例えば、第2入出力相関関数算出部903は、図7に示すように、パワースペクトル算出部903aとクロススペクトル算出部903bとを備える。   For example, the second input / output correlation function calculator 903 includes a power spectrum calculator 903a and a cross spectrum calculator 903b as shown in FIG.

パワースペクトル算出部903aは、以下の式により、擬似エコー信号のパワースペクトルP00(f,j)を求める。 The power spectrum calculation unit 903a obtains the power spectrum P 00 (f, j) of the pseudo echo signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

クロススペクトル算出部903bは、以下の式により、擬似エコー信号と第3収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を求める。 The cross spectrum calculation unit 903b obtains a cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the third sound collection signal by the following equation.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<第2入出力伝達特性推定部904>
第2入出力伝達特性推定部904は、擬似エコー信号のパワースペクトルP00(f,j)と、擬似エコー信号と第3収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を用いて、周波数ごとに第2入出力伝達特性G(f,j)を推定し(s904)、出力する。
<Second input / output transfer characteristic estimation unit 904>
The second input / output transfer characteristic estimation unit 904 uses the power spectrum P 00 (f, j) of the pseudo echo signal and the cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the third sound collection signal. The second input / output transfer characteristic G 0 (f, j) is estimated for each frequency (s904) and output.

例えば、第2入出力伝達特性推定部904は、第2入出力伝達特性G(f,j)を For example, the second input / output transfer characteristic estimation unit 904 calculates the second input / output transfer characteristic G 0 (f, j).

Figure 2012039441
Figure 2012039441

により推定する。 Estimated by

<第2残留エコー予測部905>
第2残留エコー予測部905は、擬似エコー信号X(f,j)と推定した第2入出力伝達特性G(f,j)を入力とし、これらの値から第3収音信号に含まれる第2残留エコー成分U^’(f,j)を予測し(s905)、出力する。例えば、第2残留エコー予測部905は、第2残留エコー成分を以下の式により、予測する。
<Second Residual Echo Prediction Unit 905>
The second residual echo predicting unit 905 receives the second input / output transfer characteristic G 0 (f, j) estimated as the pseudo echo signal X 0 (f, j), and is included in the third collected sound signal from these values. The second residual echo component U ^ '(f, j) to be generated is predicted (s905) and output. For example, the second residual echo prediction unit 905 predicts the second residual echo component by the following formula.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

<減算部906>
減算部906は、第3収音信号U’(f,j)と予測した第2残留エコー成分U^’(f,j)を入力とし、周波数領域の第3収音信号U’(f,j)から、予測した残留エコー成分U^’(f,j)を差し引き(s906)、送話信号V(f,j)を求め、出力する。
<Subtraction unit 906>
The subtraction unit 906 receives the third collected sound signal U ′ (f, j) and the predicted second residual echo component U ^ ′ (f, j) as input, and the third collected sound signal U ′ (f, j) in the frequency domain. The predicted residual echo component U ^ '(f, j) is subtracted from j) (s906), and the transmission signal V (f, j) is obtained and output.

V(f,j)=U'(f,j)-U^'(f,j) (45)     V (f, j) = U '(f, j) -U ^' (f, j) (45)

<効果>
このような構成とすることによって、実施例1と同様の効果を得ることができる。さらに、以下で説明するように、その演算量を削減することができる。残留エコーに関する伝達特性を求めるために実施例1は式(17)を用い、実施例3は式(36)と式(43)を用いる。実施例1の式(17)では(M+1)×(M+1)の逆行列を求める必要があるが、実施例3の対応部分では、M×Mの逆行列及びスカラーの割算に置き換わっている。逆行列の演算は、行列サイズの3乗に比例するため、実施例3の残留エコーに関する伝達特性を求める演算量は、実施例1に対して(M/(M+1))倍に減少する。
<Effect>
By adopting such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, as will be described below, the amount of calculation can be reduced. In order to obtain the transfer characteristic related to the residual echo, the first embodiment uses Expression (17), and the third embodiment uses Expression (36) and Expression (43). In the expression (17) of the first embodiment, it is necessary to obtain an inverse matrix of (M + 1) × (M + 1), but in the corresponding part of the third embodiment, an M × M inverse matrix and scalar division are replaced. Since the calculation of the inverse matrix is proportional to the cube of the matrix size, the calculation amount for obtaining the transfer characteristic regarding the residual echo in the third embodiment is reduced to (M / (M + 1)) 3 times that in the first embodiment.

<多チャネルエコー消去装置400>
図2及び図3を用いて実施例4に係る多チャネルエコー消去装置400を説明する。なお、実施例1と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置400は、N個のエコー消去部8,…,8と、N個の残留エコー消去部46,…,46を備える。実施例1と異なる残留エコー消去部について、説明する。
<Multi-channel echo canceller 400>
A multi-channel echo canceling apparatus 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Only parts different from the first embodiment will be described. Multi-channel echo canceller 400, N pieces of echo cancellation portion 81, ..., includes a 8 N, N pieces of the residual echo cancellation unit 46 1, ..., a 46 N. A residual echo canceling unit different from that of the first embodiment will be described.

<残留エコー消去部46
残留エコー消去部46は、M個の周波数領域変換部601,…,601と、周波数領域変換部602と、入出力相関係数算出部603と、入出力伝達特性推定部604と、残留エコー予測部605と、減算部606と、時間領域変換部607と周波数領域変換部608とを有し、さらに、伝達特性調整部4604を有する。実施例1と異なる伝達特性調整部4604について説明する。
<Residual echo canceller 46 1 >
Residual echo canceling portion 46 1, M number of frequency domain transform unit 601 1, ..., and 601 M, the frequency domain converter 602, an input-output correlation coefficient calculation unit 603, an input-output transfer characteristic estimating section 604, The apparatus includes a residual echo prediction unit 605, a subtraction unit 606, a time domain conversion unit 607, and a frequency domain conversion unit 608, and further includes a transfer characteristic adjustment unit 4604. A transfer characteristic adjustment unit 4604 different from that of the first embodiment will be described.

<伝達特性調整部4604>
図12に示すように伝達特性調整部4604は、大きさ算出部4604aと、判定部4604bと、調整部4604cを備え、推定した入出力伝達特性G(f,j)の大きさが基準値よりも大きいとき、入出力伝達特性G(f,j)の大きさが基準値と一致するように調整する処理、いわゆるクリップ処理を行う。
<Transfer characteristic adjustment unit 4604>
As shown in FIG. 12, the transfer characteristic adjustment unit 4604 includes a magnitude calculation unit 4604a, a determination unit 4604b, and an adjustment unit 4604c, and the magnitude of the estimated input / output transfer characteristic G (f, j) is larger than the reference value. Is larger, the process of adjusting so that the magnitude of the input / output transfer characteristic G (f, j) matches the reference value, so-called clip processing is performed.

伝達特性調整部4604は、入出力伝達特性推定部604の出力である入出力伝達特性G(f,j)を入力とし、これを格納し、調整された入出力伝達特性G’(f,j)または入力値である入出力伝達特性G(f,j)をそのまま出力する。以下、各部の処理を説明する。   The transfer characteristic adjustment unit 4604 receives the input / output transfer characteristic G (f, j), which is the output of the input / output transfer characteristic estimation unit 604, stores the input / output transfer characteristic G '(f, j). ) Or the input / output transfer characteristic G (f, j) as an input value is output as it is. Hereinafter, processing of each unit will be described.

大きさ算出部4604aは、例えば、推定した入出力伝達特性G(f,j)の大きさとしてノルム|G(f,j)|を算出する。例えば、   For example, the magnitude calculating unit 4604a calculates a norm | G (f, j) | as the magnitude of the estimated input / output transfer characteristic G (f, j). For example,

Figure 2012039441
Figure 2012039441

として求める。 Asking.

判定部4604bは、予め指定した基準値Cよりもノルム|G(f,j)|が大きいか否か判定する。ノルム|G(f,j)|が基準値Cよりも小さい場合には、入力値である入出力伝達特性G(f,j)をそのまま出力する。ノルムが基準値よりも大きい場合には、調整部4604cに対し、調整指示を送信する。基準値(クリップする値)Cは例えば、[1音響パスの想定される音響結合量]×[sqrt(音響パス数)]として設定する。また、例えば、1音響パスの想定される音響結合量の(1/3)〜(1/2)程度の値を基準値Cとして設定しても良い。   The determination unit 4604b determines whether or not the norm | G (f, j) | is greater than the reference value C specified in advance. When the norm | G (f, j) | is smaller than the reference value C, the input / output transfer characteristic G (f, j) as an input value is output as it is. When the norm is larger than the reference value, an adjustment instruction is transmitted to the adjustment unit 4604c. The reference value (value to be clipped) C is set as, for example, [an assumed acoustic coupling amount of one acoustic path] × [sqrt (number of acoustic paths)]. Further, for example, a value of about (1/3) to (1/2) of an assumed acoustic coupling amount of one acoustic path may be set as the reference value C.

調整部4604cは、調整指示を受け取ると、入出力伝達特性G(f,j)に基準値Cを乗じ、さらに、ノルム|G(f,j)|で割ることによって、入出力伝達特性G(f,j)を調整する(s4604)。例えば、以下の式で表される。   When receiving the adjustment instruction, the adjustment unit 4604c multiplies the input / output transfer characteristic G (f, j) by the reference value C and further divides by the norm | G (f, j) | f, j) is adjusted (s4604). For example, it is represented by the following formula.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

残留エコー予測部605は、推定した入出力伝達特性G(f,j)または調整した入出力伝達特性G’(f,j)と、周波数領域のMチャネルの受話信号X(f,j),…,X(f,j)と擬似エコー信号X(f,j)を入力とし、これらの値から第2収音信号に含まれる残留エコー成分U^(f,j)を予測し(s605)、出力する。 The residual echo prediction unit 605 includes the estimated input / output transfer characteristic G (f, j) or the adjusted input / output transfer characteristic G ′ (f, j), and the M-channel received signal X 1 (f, j) in the frequency domain. ,..., X M (f, j) and the pseudo echo signal X 0 (f, j) are input, and the residual echo component U ^ (f, j) included in the second sound pickup signal is predicted from these values. (S605) and output.

<効果>
このような構成とすることで、実施例1の同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
<Effect>
By adopting such a configuration, in addition to the same effects as in the first embodiment, the following effects can be obtained.

このように閾値比較を行って入出力伝達特性を修正することで、送話と受話の相関により入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。通常、送話者の話す音声と受話信号の間には、相関がないが、処理単位のフレームを短くすると、送話者の話す音声と受話信号の間に偽りの相関が生じることがある。その場合、入出力伝達特性が過大に評価され、予測した残留エコー成分の値が必要以上に大きくなり、音声品質を劣化させてしまう可能性がある。本実施例では、その劣化を防止できる。   By correcting the input / output transfer characteristic by performing the threshold comparison in this way, it is possible to prevent the input / output transfer characteristic from being overestimated due to the correlation between transmission and reception. Usually, there is no correlation between the voice spoken by the sender and the received signal. However, if the frame of the processing unit is shortened, a false correlation may occur between the voice spoken by the sender and the received signal. In this case, the input / output transfer characteristic is overestimated, and the predicted value of the residual echo component becomes larger than necessary, which may deteriorate the voice quality. In this embodiment, the deterioration can be prevented.

<変形例>
実施例3の多チャネルエコー消去装置300において、入出力伝達特性推定部3604の後段であって、残留エコー予測部3605の間に伝達特性調整部4604を設けてもよい。その場合も入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。
<Modification>
In the multi-channel echo canceller 300 according to the third embodiment, a transfer characteristic adjusting unit 4604 may be provided between the residual echo predicting unit 3605 after the input / output transfer characteristic estimating unit 3604. Even in this case, it is possible to prevent the input / output transfer characteristic from being overestimated.

また、入出力伝達特性の大きさを式(51)以外の従来技術により求めてもよい。   Further, the magnitude of the input / output transfer characteristic may be obtained by a conventional technique other than Expression (51).

<多チャネルエコー消去装置500>
図5及び図6を用いて実施例5に係る多チャネルエコー消去装置500を説明する。なお、実施例2と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置500は、N個のエコー消去部8,…,8と、N個の残留エコー消去部56,…,56を備える。実施例2と異なる残留エコー消去部について、説明する。
<Multi-channel echo canceller 500>
A multi-channel echo canceling apparatus 500 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. Only parts different from the second embodiment will be described. Multi-channel echo canceller 500, N pieces of echo cancellation portion 81, ..., includes a 8 N, N pieces of the residual echo cancellation unit 56 1, ..., a 56 N. A residual echo canceling unit different from that of the second embodiment will be described.

<残留エコー消去部56
残留エコー消去部56は、周波数領域変換部602と、入出力相関係数算出部603と、入出力伝達特性推定部604と、残留エコー予測部605と、減算部606と、時間領域変換部607と周波数領域変換部608とを有し、さらに、伝達特性調整部5604を有する。実施例2と異なる伝達特性調整部5604について説明する。
<Residual echo canceling unit 56 1 >
Residual echo canceling portion 56 1 includes a frequency domain transform unit 602, an input-output correlation coefficient calculation unit 603, an input-output transfer characteristic estimating unit 604, a residual echo prediction unit 605, a subtraction unit 606, the time domain converter 607 and a frequency domain conversion unit 608, and further includes a transfer characteristic adjustment unit 5604. A transfer characteristic adjustment unit 5604 different from that of the second embodiment will be described.

<伝達特性調整部5604>
図12に示すように伝達特性調整部5604は、大きさ算出部5604aと、判定部5604bと、調整部5604cを備え、推定した入出力伝達特性G(f,j)の大きさが基準値よりも大きいとき、入出力伝達特性G(f,j)の大きさが基準値と一致するように調整する処理、いわゆるクリップ処理を行う。
<Transfer characteristic adjustment unit 5604>
As shown in FIG. 12, the transfer characteristic adjustment unit 5604 includes a magnitude calculation unit 5604a, a determination unit 5604b, and an adjustment unit 5604c, and the magnitude of the estimated input / output transfer characteristic G 0 (f, j) is a reference value. Is larger than the input / output transfer characteristic G 0 (f, j), a process of adjusting so that the magnitude of the input / output transfer characteristic G 0 (f, j) matches the reference value, so-called clip processing is performed.

伝達特性調整部5604は、入出力伝達特性推定部604の出力である入出力伝達特性G(f,j)を入力とし、これを格納し、調整された入出力伝達特性G’(f,j)または入力値である入出力伝達特性G(f,j)をそのまま出力する。以下、各部の処理を説明する。 The transfer characteristic adjustment unit 5604 receives the input / output transfer characteristic G 0 (f, j), which is the output of the input / output transfer characteristic estimation unit 604, stores it, and adjusts the input / output transfer characteristic G 0 ′ (f , J) or the input / output transfer characteristic G 0 (f, j) as an input value is output as it is. Hereinafter, processing of each unit will be described.

大きさ算出部5604aは、例えば、推定した入出力伝達特性G(f,j)の大きさとしてノルム|G(f,j)|を算出する。例えば、 The magnitude calculator 5604a calculates, for example, a norm | G 0 (f, j) | as the estimated magnitude of the input / output transfer characteristic G 0 (f, j). For example,

Figure 2012039441
Figure 2012039441

として求める。 Asking.

判定部5604bは、予め指定した基準値Cよりもノルム|G(f,j)|が大きいか否か判定する。ノルム|G(f,j)|が基準値Cよりも小さい場合には、入力値である入出力伝達特性G(f,j)をそのまま出力する。ノルムが基準値よりも大きい場合には、調整部5604cに対し、調整指示を送信する。基準値(クリップする値)Cは例えば、[1音響パスの想定される音響結合量]×[sqrt(音響パス数)]として設定する。また、例えば、1音響パスの想定される音響結合量の(1/3)〜(1/2)程度の値を基準値Cとして設定しても良い。 The determination unit 5604b determines whether or not the norm | G 0 (f, j) | is larger than the reference value C specified in advance. When the norm | G 0 (f, j) | is smaller than the reference value C, the input / output transfer characteristic G 0 (f, j) as an input value is output as it is. When the norm is larger than the reference value, an adjustment instruction is transmitted to the adjustment unit 5604c. The reference value (value to be clipped) C is set as, for example, [an assumed acoustic coupling amount of one acoustic path] × [sqrt (number of acoustic paths)]. Further, for example, a value of about (1/3) to (1/2) of an assumed acoustic coupling amount of one acoustic path may be set as the reference value C.

調整部5604cは、調整指示を受け取ると、入出力伝達特性G(f,j)に基準値Cを乗じ、さらに、ノルム|G(f,j)|で割ることによって、入出力伝達特性G(f,j)を調整する(s5604)。例えば、以下の式で表される。 When the adjustment unit 5604c receives the adjustment instruction, the adjustment unit 5604c multiplies the input / output transfer characteristic G 0 (f, j) by the reference value C, and further divides by the norm | G 0 (f, j) | G 0 (f, j) is adjusted (s5604). For example, it is represented by the following formula.

Figure 2012039441
Figure 2012039441

残留エコー予測部2605は、推定した入出力伝達特性G(f,j)または調整した入出力伝達特性G’(f,j)と、擬似エコー信号X(f,j)を入力とし、これらの値から第2収音信号に含まれる残留エコー成分U^(f,j)を予測し(s2605)、出力する。 The residual echo prediction unit 2605 receives the estimated input / output transfer characteristic G 0 (f, j) or the adjusted input / output transfer characteristic G 0 ′ (f, j) and the pseudo echo signal X 0 (f, j). The residual echo component U ^ (f, j) included in the second sound pickup signal is predicted from these values (s2605) and output.

<効果>
このような構成とすることで、実施例2の同様の効果に加え、送話と受話の相関により入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。そして、音声品質の劣化を防止できる。
<Effect>
By adopting such a configuration, in addition to the same effect as in the second embodiment, it is possible to prevent the input / output transfer characteristic from being overestimated due to the correlation between the transmission and the reception. Then, deterioration of voice quality can be prevented.

<変形例>
実施例3の多チャネルエコー消去装置300において、第2入出力伝達特性推定部904の後段であって、第2残留エコー予測部905の間に伝達特性調整部5604を設けてもよい。その場合も入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。
<Modification>
In the multi-channel echo canceller 300 of the third embodiment, a transfer characteristic adjusting unit 5604 may be provided between the second residual echo predicting unit 905 and subsequent to the second input / output transfer characteristic estimating unit 904. Even in this case, it is possible to prevent the input / output transfer characteristic from being overestimated.

また、入出力伝達特性の大きさを式(61)以外の従来技術により求めてもよい。   Further, the magnitude of the input / output transfer characteristic may be obtained by a conventional technique other than Expression (61).

100、200、300、400、500 多チャネルエコー消去装置
、26、46、56 残留エコー消去部
36 第1残留エコー消去部
39 第2残留エコー消去部
903 第2入出力相関係数算出部
904 第2入出力伝達特性推定部
905 第2残留エコー予測部
601,…,601、602、608、908 周波数領域変換部
603、2603、3603 入出力相関係数算出部
604、2604、3604 入出力伝達特性推定部
4604、5604 伝達特性調整部
605、2605、3605 残留エコー予測部
606、906 減算部
607 時間領域変換部
,…,8 エコー消去部
81 エコー予測部
82 減算部
83 エコー経路推定部
100, 200, 300, 400, 500 Multi-channel echo cancellers 6 1 , 26 1 , 46 1 , 56 1 Residual echo canceller 36 1 First residual echo canceller 39 1 Second residual echo canceller 903 Second input / output Correlation coefficient calculation section 904 Second input / output transfer characteristic estimation section 905 Second residual echo prediction section 601 1 ,..., 601 M , 602, 608, 908 Frequency domain conversion sections 603, 2603, 3603 Input / output correlation coefficient calculation section 604, 2604, 3604 Input / output transfer characteristic estimation unit 4604, 5604 Transfer characteristic adjustment unit 605, 2605, 3605 Residual echo prediction unit 606, 906 Subtraction unit 607 Time domain conversion unit 8 1 ,..., 8 N echo cancellation unit 81 Echo prediction Unit 82 subtraction unit 83 echo path estimation unit

Claims (10)

スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、スピーカからMチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去方法であって、
適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測ステップと、
前記マイクロホンで収音する第1収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第2収音信号を求める減算ステップと、
前記第2収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定ステップと、
前記擬似エコー信号と第2収音信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第2収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める入出力相関係数算出ステップと、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第2収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する入出力伝達特性推定ステップと、
周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測ステップと、
周波数領域の前記第2収音信号から、予測した残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算ステップと、
前記減算ステップで求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換ステップと、
を備える多チャネルエコー消去方法。
M speakers (M is an integer equal to or greater than 2) and N microphones (N is an integer equal to or greater than 1) are arranged in a common sound field. A multi-channel echo canceling method for canceling echo that circulates into a microphone,
An echo prediction step of generating the pseudo echo signal by inputting the received signal to the pseudo echo path by the adaptive filter;
A subtraction step of subtracting the pseudo echo signal from a first sound pickup signal picked up by the microphone to obtain a second sound pickup signal;
An echo path estimating step of updating a filter coefficient of the adaptive filter using the second collected sound signal and the received signal;
A frequency domain conversion step of converting the pseudo echo signal and the second sound collection signal into frequency domain signals, respectively.
An input / output correlation coefficient calculating step for obtaining a cross spectrum between the power spectrum of the pseudo echo signal and the second sound collection signal and the pseudo echo signal;
An input / output transfer characteristic estimation step for estimating an input / output transfer characteristic for each frequency using a cross spectrum between a power spectrum of the pseudo echo signal, a second sound pickup signal, and the pseudo echo signal;
A residual echo prediction step for predicting a residual echo component included in the second sound pickup signal from the input / output transfer characteristic estimated as the pseudo echo signal in the frequency domain;
A subtracting step of subtracting a predicted residual echo component from the second collected sound signal in the frequency domain to obtain a transmission signal;
A time domain conversion step of converting the transmission signal obtained in the subtraction step into a time domain signal;
A multi-channel echo cancellation method comprising:
請求項1記載の多チャネルエコー消去方法であって、
前記周波数領域変換ステップにおいて、前記擬似エコー信号と第2収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換し、
前記入出力相関係数算出ステップにおいて、前記擬似エコー信号とMチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルと、前記擬似エコー信号及びMチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、
前記入出力伝達特性推定ステップにおいて、前記擬似エコー信号及びMチャネルの各受話信号のパワースペクトルと、前記擬似エコー信号とMチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定し、
前記残留エコー予測ステップにおいて、周波数領域の前記Mチャネルの受話信号と前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する、
ことを特徴とする多チャネルエコー消去方法。
The multi-channel echo cancellation method according to claim 1, comprising:
In the frequency domain conversion step, the pseudo echo signal, the second sound pickup signal, and the received signal are each converted into a frequency domain signal,
In the input / output correlation coefficient calculation step, a cross spectrum between the pseudo echo signal, each M-channel received signal and the second sound pickup signal, and each channel of the pseudo echo signal and the M channel received signal Power spectrum and
In the input / output transfer characteristic estimation step, a power spectrum of the pseudo echo signal and each M-channel received signal and a cross spectrum between the pseudo echo signal, each M-channel received signal and the second sound pickup signal are obtained. To estimate the input / output transfer characteristics for each frequency,
In the residual echo prediction step, a residual echo component included in the second collected sound signal is predicted from the input / output transfer characteristics estimated from the M channel reception signal and the pseudo echo signal in the frequency domain.
And a multi-channel echo cancellation method.
請求項1または2に記載の多チャネルエコー消去方法であって、
m’≠mとし、m=1,…,Mとし、m’=1,…,Mとし、q’≠qとし、q=0,1,…,Mとし、q’=0,1,…,Mとし、周波数領域の前記擬似エコー信号をX(f,j)とし、第mチャネルの受話信号をX(f,j)とし、前記第2収音信号をU(f,j)とし、前記擬似エコー信号のパワースペクトルをP00(f,j)とし、第mチャネルの受話信号のパワースペクトルをPmm(f,j)とし、前記擬似エコー信号と第mチャネルの受話信号との間のクロススペクトルをP0m(f,j)とし、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをPm’m(f,j)とし、前記擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルをQ(f,j)とし、第mチャネルの受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルをQ(f,j)とし、AをAの複素共役とし、E[A]をAの平均をとる関数とし、
前記入出力相関係数算出ステップにおいて、前記擬似エコー信号のパワースペクトルP00と第mチャネルの受話信号のパワースペクトルPmm
Figure 2012039441
として求め、前記擬似エコー信号と第mチャネルの受話信号との間のクロススペクトルP0m(f,j)と、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号の間のクロススペクトルPm’m(f,j)を
Figure 2012039441
として求め、前記擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)と、第mチャネルの受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を、
Figure 2012039441
として求め、
前記入出力伝達特性推定ステップにおいて、前記入出力伝達特性G(f,j)を、
Figure 2012039441
として推定し、
前記残留エコー予測ステップにおいて、前記残留エコー成分を、
Figure 2012039441
として予測する、
ことを特徴とする多チャネルエコー消去方法。
The multi-channel echo cancellation method according to claim 1 or 2,
m ′ ≠ m, m = 1,..., M, m ′ = 1,..., M, q ′ ≠ q, q = 0, 1,. , M, the pseudo echo signal in the frequency domain is X 0 (f, j), the m-th channel received signal is X m (f, j), and the second sound pickup signal is U (f, j). The power spectrum of the pseudo echo signal is P 00 (f, j), the power spectrum of the m-th channel received signal is P mm (f, j), and the pseudo echo signal and the m-th channel received signal are the cross spectrum between the P 0m (f, j) and the cross spectrum between the received signal of the m 'channel and the reception signal of the m channels P m'm (f, j) and the pseudo echo signal When the cross spectrum between the second voice collecting signal and Q 0 (f, j), and the reception signal of the m-channel The cross spectrum between the two collected signals Q m (f, j) and the A * is the complex conjugate of A, the E [A] as a function that takes an average of A,
In the input / output correlation coefficient calculating step, the power spectrum P 00 of the pseudo echo signal and the power spectrum P mm of the m-th channel received signal are calculated.
Figure 2012039441
As calculated, the pseudo echo signal and the cross spectrum P 0m (f, j) between the received signal of the m channels and the cross spectrum P m between the received signal of the m 'channel and the reception signal of the m-channel 'm (f, j)
Figure 2012039441
And a cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the second sound pickup signal and a cross spectrum Q m (f) between the m-th channel received signal and the second sound pickup signal. , J)
Figure 2012039441
As sought
In the input / output transfer characteristic estimation step, the input / output transfer characteristic G (f, j) is
Figure 2012039441
Estimated as
In the residual echo prediction step, the residual echo component is
Figure 2012039441
Predict as
And a multi-channel echo cancellation method.
スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、スピーカからMチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去方法であって、
適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測ステップと、
前記マイクロホンで収音する第1収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第2収音信号を求める減算ステップと、
前記第2収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定ステップと、
前記擬似エコー信号と第2収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
前記Mチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルと、前記Mチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求める第1入出力相関係数算出ステップと、
前記Mチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルと、前記Mチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第1入出力伝達特性推定ステップと、
周波数領域の前記Mチャネルの受話信号と推定した入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる第1残留エコー成分を予測する第1残留エコー予測ステップと、
周波数領域の前記第2収音信号から、予測した第1残留エコー成分を差し引き、第3収音信号を求める減算ステップと、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第3収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める第2入出力相関係数算出ステップと、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第3収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第2入出力伝達特性推定ステップと、
周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第3収音信号に含まれる第2残留エコー成分を予測する第2残留エコー予測ステップと、
周波数領域の前記第3収音信号から、予測した第2残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算ステップと、
前記減算ステップで求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換ステップと、
を備える多チャネルエコー消去方法。
M speakers (M is an integer equal to or greater than 2) and N microphones (N is an integer equal to or greater than 1) are arranged in a common sound field. A multi-channel echo canceling method for canceling echo that circulates into a microphone,
An echo prediction step of generating the pseudo echo signal by inputting the received signal to the pseudo echo path by the adaptive filter;
A subtraction step of subtracting the pseudo echo signal from a first sound pickup signal picked up by the microphone to obtain a second sound pickup signal;
An echo path estimating step of updating a filter coefficient of the adaptive filter using the second collected sound signal and the received signal;
A frequency domain conversion step of converting the pseudo echo signal, the second sound collection signal, and the reception signal into a frequency domain signal, respectively;
A first input / output correlation coefficient calculating step for obtaining a cross spectrum between each received signal of the M channel and the second collected sound signal and a power spectrum of each channel of the received signal of the M channel;
First, an input / output transfer characteristic is estimated for each frequency using a cross spectrum between each M-channel received signal and the second sound pickup signal and a power spectrum of each channel of the M-channel received signal. 1 I / O transfer characteristic estimation step;
A first residual echo prediction step of predicting a first residual echo component included in the second collected sound signal from the input / output transfer characteristics estimated from the M channel received signal in the frequency domain;
A subtracting step of subtracting the predicted first residual echo component from the second sound pickup signal in the frequency domain to obtain a third sound pickup signal;
A second input / output correlation coefficient calculating step for obtaining a power spectrum of the pseudo echo signal and a cross spectrum between the third sound pickup signal and the pseudo echo signal;
A second input / output transfer characteristic estimating step for estimating an input / output transfer characteristic for each frequency using a cross spectrum between a power spectrum of the pseudo echo signal, a third sound pickup signal, and the pseudo echo signal;
A second residual echo prediction step for predicting a second residual echo component included in the third sound pickup signal from the input / output transfer characteristic estimated as the pseudo echo signal in the frequency domain;
A subtraction step of subtracting the predicted second residual echo component from the third sound pickup signal in the frequency domain to obtain a transmission signal;
A time domain conversion step of converting the transmission signal obtained in the subtraction step into a time domain signal;
A multi-channel echo cancellation method comprising:
請求項1乃至請求項4の何れかに記載の多チャネルエコー消去方法であって、
前記推定した入出力伝達特性の大きさを算出する大きさ算出ステップと、
予め指定した基準値よりも前記入出力伝達特性の大きさが大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記入出力伝達特性の大きさが前記基準値よりも大きい場合には、前記推定した入出力伝達特性に前記基準値を乗じ、さらに、前記入出力伝達特性の大きさで割ることによって、前記入出力伝達特性を調整する調整ステップをさらに備える、
ことを特徴とする多チャネルエコー消去方法。
A multi-channel echo cancellation method according to any one of claims 1 to 4,
A magnitude calculating step for calculating the magnitude of the estimated input / output transfer characteristic;
A determination step of determining whether or not the size of the input / output transfer characteristic is larger than a reference value designated in advance;
When the magnitude of the input / output transfer characteristic is larger than the reference value, the input / output transfer characteristic is multiplied by the reference value, and further divided by the magnitude of the input / output transfer characteristic. An adjustment step of adjusting the output transfer characteristic;
And a multi-channel echo cancellation method.
スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、スピーカからMチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去装置であって、
適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測部と、
前記マイクロホンで収音する第1収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第2収音信号を求める減算部と、
前記第2収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定部と、
前記擬似エコー信号と第2収音信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第2収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める入出力相関係数算出部と、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第2収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する入出力伝達特性推定部と、
周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測部と、
周波数領域の前記第2収音信号から、予測した残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算部と、
前記減算部で求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部と、
を備える多チャネルエコー消去装置。
M speakers (M is an integer equal to or greater than 2) and N microphones (N is an integer equal to or greater than 1) are arranged in a common sound field. A multi-channel echo canceller that cancels echo that circulates into the microphone,
An echo prediction unit that generates the pseudo echo signal by inputting the received signal into the pseudo echo path by the adaptive filter;
A subtractor for subtracting the pseudo echo signal from a first sound pickup signal picked up by the microphone to obtain a second sound pickup signal;
An echo path estimator that updates a filter coefficient of the adaptive filter using the second collected sound signal and the received signal;
A frequency domain conversion unit that converts the pseudo echo signal and the second sound collection signal into frequency domain signals, respectively;
An input / output correlation coefficient calculation unit for obtaining a power spectrum of the pseudo echo signal and a cross spectrum between the second sound pickup signal and the pseudo echo signal;
An input / output transfer characteristic estimator for estimating an input / output transfer characteristic for each frequency using a cross spectrum between the power spectrum of the pseudo echo signal, the second sound pickup signal, and the pseudo echo signal;
A residual echo prediction unit that predicts a residual echo component included in the second sound pickup signal from the input / output transfer characteristic estimated as the pseudo echo signal in the frequency domain;
A subtracting unit for subtracting the predicted residual echo component from the second collected sound signal in the frequency domain to obtain a transmission signal;
A time domain conversion unit for converting the transmission signal obtained by the subtraction unit into a time domain signal;
A multi-channel echo canceller.
請求項6記載の多チャネルエコー消去装置であって、
前記周波数領域変換部において、前記擬似エコー信号と第2収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換し、
前記入出力相関係数算出部において、前記擬似エコー信号とMチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルと、前記擬似エコー信号及びMチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、
前記入出力伝達特性推定部において、前記擬似エコー信号及びMチャネルの各受話信号のパワースペクトルと、前記擬似エコー信号とMチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定し、
前記残留エコー予測部において、周波数領域の前記Mチャネルの受話信号と前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する、
ことを特徴とする多チャネルエコー消去装置。
The multi-channel echo canceller according to claim 6,
In the frequency domain conversion unit, the pseudo echo signal, the second sound collection signal, and the reception signal are each converted into a frequency domain signal,
In the input / output correlation coefficient calculation unit, a cross spectrum between the pseudo echo signal, each M-channel received signal and the second sound pickup signal, and each channel of the pseudo echo signal and the M channel received signal Power spectrum and
In the input / output transfer characteristic estimation unit, a power spectrum of the pseudo echo signal and each of the M channel reception signals and a cross spectrum between the pseudo echo signal, each of the M channel reception signals and the second sound pickup signal are obtained. To estimate the input / output transfer characteristics for each frequency,
The residual echo prediction unit predicts a residual echo component included in the second collected sound signal from the input / output transfer characteristics estimated from the M-channel received signal and the pseudo echo signal in the frequency domain.
And a multi-channel echo canceller.
請求項6または7に記載の多チャネルエコー消去装置であって、
m’≠mとし、m=1,…,Mとし、m’=1,…,Mとし、q’≠qとし、q=0,1,…,Mとし、q’=0,1,…,Mとし、周波数領域の前記擬似エコー信号をX(f,j)とし、第mチャネルの受話信号をX(f,j)とし、前記第2収音信号をU(f,j)とし、前記擬似エコー信号のパワースペクトルをP00(f,j)とし、第mチャネルの受話信号のパワースペクトルをPmm(f,j)とし、前記擬似エコー信号と第mチャネルの受話信号との間のクロススペクトルをP0m(f,j)とし、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをPm’m(f,j)とし、前記擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルをQ(f,j)とし、第mチャネルの受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルをQ(f,j)とし、AをAの複素共役とし、E[A]をAの平均をとる関数とし、
前記入出力相関係数算出部において、前記擬似エコー信号のパワースペクトルP00と第mチャネルの受話信号のパワースペクトルPmm
Figure 2012039441
として求め、前記擬似エコー信号と第mチャネルの受話信号との間のクロススペクトルP0m(f,j)と、第m’チャネルの受話信号と第mチャネルの受話信号の間のクロススペクトルPm’m(f,j)を
Figure 2012039441
として求め、前記擬似エコー信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)と、第mチャネルの受話信号と第2収音信号との間のクロススペクトルQ(f,j)を、
Figure 2012039441
として求め、
前記入出力伝達特性推定部において、前記入出力伝達特性G(f,j)を、
Figure 2012039441
として推定し、
前記残留エコー予測部において、前記残留エコー成分を、
Figure 2012039441
として予測する、
ことを特徴とする多チャネルエコー消去装置。
The multi-channel echo canceller according to claim 6 or 7,
m ′ ≠ m, m = 1,..., M, m ′ = 1,..., M, q ′ ≠ q, q = 0, 1,. , M, the pseudo echo signal in the frequency domain is X 0 (f, j), the m-th channel received signal is X m (f, j), and the second sound pickup signal is U (f, j). The power spectrum of the pseudo echo signal is P 00 (f, j), the power spectrum of the m-th channel received signal is P mm (f, j), and the pseudo echo signal and the m-th channel received signal are the cross spectrum between the P 0m (f, j) and the cross spectrum between the received signal of the m 'channel and the reception signal of the m channels P m'm (f, j) and the pseudo echo signal When the cross spectrum between the second voice collecting signal and Q 0 (f, j), and the reception signal of the m-channel The cross spectrum between the two collected signals Q m (f, j) and the A * is the complex conjugate of A, the E [A] as a function that takes an average of A,
In the input / output correlation coefficient calculation unit, the power spectrum P 00 of the pseudo echo signal and the power spectrum P mm of the m-th channel received signal are calculated.
Figure 2012039441
As calculated, the pseudo echo signal and the cross spectrum P 0m (f, j) between the received signal of the m channels and the cross spectrum P m between the received signal of the m 'channel and the reception signal of the m-channel 'm (f, j)
Figure 2012039441
And a cross spectrum Q 0 (f, j) between the pseudo echo signal and the second sound pickup signal and a cross spectrum Q m (f) between the m-th channel received signal and the second sound pickup signal. , J)
Figure 2012039441
As sought
In the input / output transfer characteristic estimation unit, the input / output transfer characteristic G (f, j) is
Figure 2012039441
Estimated as
In the residual echo prediction unit, the residual echo component is
Figure 2012039441
Predict as
And a multi-channel echo canceller.
スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、スピーカからMチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去装置であって、
適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測部と、
前記マイクロホンで収音する第1収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第2収音信号を求める減算部と、
前記第2収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定部と、
前記擬似エコー信号と第2収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
前記Mチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルと、前記Mチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求める第1入出力相関係数算出部と、
前記Mチャネルの各受話信号と前記第2収音信号との間のクロススペクトルと、前記Mチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第1入出力伝達特性推定部と、
周波数領域の前記Mチャネルの受話信号と推定した入出力伝達特性から第2収音信号に含まれる第1残留エコー成分を予測する第1残留エコー予測部と、
周波数領域の前記第2収音信号から、予測した第1残留エコー成分を差し引き、第3収音信号を求める減算部と、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第3収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める第2入出力相関係数算出部と、
前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第3収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第2入出力伝達特性推定部と、
周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第3収音信号に含まれる第2残留エコー成分を予測する第2残留エコー予測部と、
周波数領域の前記第3収音信号から、予測した第2残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算部と、
前記減算部で求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部と、
を備える多チャネルエコー消去装置。
M speakers (M is an integer equal to or greater than 2) and N microphones (N is an integer equal to or greater than 1) are arranged in a common sound field. A multi-channel echo canceller that cancels echo that circulates into the microphone,
An echo prediction unit that generates the pseudo echo signal by inputting the received signal into the pseudo echo path by the adaptive filter;
A subtractor for subtracting the pseudo echo signal from a first sound pickup signal picked up by the microphone to obtain a second sound pickup signal;
An echo path estimator that updates a filter coefficient of the adaptive filter using the second collected sound signal and the received signal;
A frequency domain converter that converts the pseudo echo signal, the second sound collection signal, and the received signal into a frequency domain signal, respectively;
A first input / output correlation coefficient calculating unit that obtains a cross spectrum between each M-channel received signal and the second sound pickup signal and a power spectrum of each channel of the M-channel received signal;
First, an input / output transfer characteristic is estimated for each frequency using a cross spectrum between each M-channel received signal and the second sound pickup signal and a power spectrum of each channel of the M-channel received signal. 1 input / output transfer characteristic estimation unit;
A first residual echo prediction unit that predicts a first residual echo component included in the second collected sound signal from the estimated input / output transfer characteristic of the M channel reception signal in the frequency domain;
A subtractor for subtracting the predicted first residual echo component from the second collected sound signal in the frequency domain to obtain a third collected signal;
A second input / output correlation coefficient calculating unit for obtaining a power spectrum of the pseudo echo signal and a cross spectrum between the third sound pickup signal and the pseudo echo signal;
A second input / output transfer characteristic estimator for estimating an input / output transfer characteristic for each frequency using a cross spectrum between the power spectrum of the pseudo echo signal, a third sound pickup signal, and the pseudo echo signal;
A second residual echo prediction unit that predicts a second residual echo component included in the third sound pickup signal from the input / output transfer characteristic estimated as the pseudo echo signal in the frequency domain;
A subtractor for subtracting the predicted second residual echo component from the third collected signal in the frequency domain to obtain a transmission signal;
A time domain conversion unit for converting the transmission signal obtained by the subtraction unit into a time domain signal;
A multi-channel echo canceller.
請求項1から請求項5の何れかに記載の多チャネルエコー消去方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。   A program for causing a computer to execute the multi-channel echo cancellation method according to any one of claims 1 to 5.
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