JP3121983B2 - Acoustic echo canceller - Google Patents
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- JP3121983B2 JP3121983B2 JP06057123A JP5712394A JP3121983B2 JP 3121983 B2 JP3121983 B2 JP 3121983B2 JP 06057123 A JP06057123 A JP 06057123A JP 5712394 A JP5712394 A JP 5712394A JP 3121983 B2 JP3121983 B2 JP 3121983B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、通信回線、室内音場制
御装置そして高品質な音声通信会議装置に使用され、受
話径路の信号が音響反響経路を介して送話経路に現れる
音響反響成分を除去する音響反響除去装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for a communication line, an indoor sound field control device, and a high-quality audio communication conference device, and a signal of a receiving path appears on a transmission path via an acoustic reflection path. The present invention relates to an acoustic reverberation removing device that removes sound.
【0002】[0002]
【従来技術】一般に音響反響除去装置は通信衛生および
海底ケーブルを利用した長距離電話回線において、2線
4線変換器のインピーダンス不整合により生ずる反射を
除去するものと、テレビ会議システムなどの拡声電話に
おいて、話者音声の音響結合による反響を除去するもの
とに大別でき、修正量演算回路、擬似音響反響を発生す
る可変係数フィルタおよび減算回路から構成されてい
る。以下に音響反響除去装置の基本動作を述べる。2. Description of the Related Art Generally, an acoustic reverberation apparatus removes reflection caused by impedance mismatch of a 2-wire 4-wire converter in a long-distance telephone line using communication sanitation and a submarine cable, and a loudspeaker telephone such as a video conference system. , Which can be broadly divided into those that remove the reverberation due to the acoustic coupling of the speaker's voice, and are composed of a correction amount calculation circuit, a variable coefficient filter that generates a pseudo acoustic reverberation, and a subtraction circuit. The basic operation of the acoustic reverberation removing device will be described below.
【0003】第6図は音響反響除去装置の基本構成を示
す図である。受話信号入力端1は受話信号出力2に接続
され、その受話信号入力端子1の受話信号は可変係数フ
ィルタ3に分岐供給され、擬似反響を生成させる。送話
信号入力端子4からの送話信号と可変係数フィルタ3の
出力である擬似音響反響は減算回路5へ入力され、送話
信号中の音響反響成分が除去され、その減算回路5の出
力は送話信号出力端子6へ出力される。送話信号出力端
子6の出力と受話信号入力端子1の信号が修正量演算回
路7に入力され、係数修正量演算回路7の出力により可
変係数フィルタ3のフィルタ係数が修正される。可変係
数フィルタ3内で受話信号は受話信号入力レジスタ8に
入力され、その受話信号入力レジスタ8の受話信号と擬
似インパルス応答レジスタ9の擬似インパルス応答との
積和が積和回路10でとられ、積和回路10の出力が擬
似音響反響として出力される。受話信号出力端子2およ
び送話信号入力端子4は長距離電話回線の場合、2線4
線変換器に、拡声電話システムの場合、スピーカとマイ
クロホンへと接続されている。FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration of an acoustic reverberation removing apparatus. The reception signal input terminal 1 is connected to the reception signal output 2 and the reception signal of the reception signal input terminal 1 is branched and supplied to the variable coefficient filter 3 to generate a pseudo echo. The transmission signal from the transmission signal input terminal 4 and the pseudo acoustic reverberation output from the variable coefficient filter 3 are input to a subtraction circuit 5, where the acoustic reverberation component in the transmission signal is removed, and the output of the subtraction circuit 5 is It is output to the transmission signal output terminal 6. The output of the transmission signal output terminal 6 and the signal of the reception signal input terminal 1 are input to the correction amount calculation circuit 7, and the filter coefficient of the variable coefficient filter 3 is corrected by the output of the coefficient correction amount calculation circuit 7. In the variable coefficient filter 3, the reception signal is input to the reception signal input register 8, and the product sum of the reception signal of the reception signal input register 8 and the pseudo impulse response of the pseudo impulse response register 9 is obtained by the product sum circuit 10. The output of the product-sum circuit 10 is output as a pseudo acoustic echo. In the case of a long-distance telephone line, the reception signal output terminal 2 and the transmission signal input terminal 4
The line transducer is connected to a speaker and microphone in the case of a loudspeaker system.
【0004】音響反響経路の信号伝搬特性を線形で、且
つFIR形ディジタルフィルタで表されると仮定し、そ
のインパルス応答h(t)と入力受話信号x(t)とを
用いれば、サンプル時間間隔をTとし、時刻kTにおけ
る音響反響y’k は、 yk = h’xk (1) で表される。但し、 h=[h1 ,h2 ,・・・,hn ]’ x=[xk-1 ,・・・,xk-n ]’ (2) ’:べクトルの転置。[0004] Assuming that the signal propagation characteristics of the acoustic reverberation path are linear and represented by an FIR type digital filter, and using the impulse response h (t) and the input received signal x (t), a sample time interval is obtained. Is T, the acoustic reverberation y ′ k at time kT is represented by y k = h′x k (1). Here, h = [h 1 , h 2 ,..., H n ] ′ x = [x k−1 ,..., X kn ] ′ (2) ′: Vector transposition.
【0005】である。[0005]
【0006】一方、 時刻kTにおけるhの推定値をh
sk とすれば、yk の推定値yskは、 ysk = hsk ’xk (3) で与えられる。 音響反響除去装置では、受話信号入力
端子1に音声信号があり、送話信号入力端子4に音声信
号がなく音響反響のみが存在している時、適応動作状態
として反響除去動作を行う。この適応動作アルゴリズム
には、一般に学習同定法が採用される。学習同定法によ
るhsk の逐次修正は hsk+1 = hsk +α(xk ek )/xk ’xk (4) によって行われる。但し、 ek =yk −ysk ’, 0<α≦1 (5) でありek を残留音響反響と呼ぶ。この様な演算動作が
係数修正量演算回路7において処理実行されている。擬
似インパルス応答レジスタ9の内容には可変係数系列h
sk が格納されている。αは推定の敏感さを決める為の
修正ループゲインで1.0に近いほど大きな修正量を与
える事が出来るが、近端雑音や回線状態によって変えて
やる必要がある。又、音場の音響反響特性をこの様にF
IR形ディジタルフィルタで表記した場合、数100〜
数1000タップという長大な構成となり、可変係数系
列hsk の修正量更新に関わる演算量が膨大なものにな
り小規模なハードウェアで実現できない為、可変係数系
列hsk を数段階に分割処理を行い1スッテプにおいて
の更新演算量を削減させる方法が採られている。図7に
二分割処理を施した場合の音響反響消去特性を示す。比
較の為に分割処理を用いない場合も記載した。分割内容
は可変係数系列の総数をNとした時、次の様になる。On the other hand, the estimated value of h at time kT is expressed as h
if s k, estimated value ys k of y k is given by ys k = hs k 'x k (3). In the acoustic reverberation removing device, when there is an audio signal at the receiving signal input terminal 1 and no acoustic signal exists at the transmitting signal input terminal 4 and only acoustic reverberation exists, the acoustic reverberation operation is performed as an adaptive operation state. Generally, a learning identification method is adopted as the adaptive operation algorithm. Successive correction of hs k by the learning identification method is performed by hs k + 1 = hs k + α (x k e k) / x k 'x k (4). However, e k = y k -ys k ', 0 <a α ≦ 1 (5) e k is referred to as residual acoustic echo. Such a calculation operation is performed in the coefficient correction amount calculation circuit 7. The contents of the pseudo impulse response register 9 include a variable coefficient series h.
sk is stored. α is a correction loop gain for determining the sensitivity of the estimation, and a larger correction amount can be given as the value is closer to 1.0, but it needs to be changed depending on the near-end noise and the line condition. Also, the acoustic reverberation characteristic of the sound field is
When expressed by an IR digital filter,
Becomes very long construction of several 1000 taps, since the calculation amount involved in the correction amount updating of the variable coefficient series hs k can not be realized in a small hardware becomes enormous, the dividing process into several stages variable coefficient series hs k A method of reducing the amount of update calculation in one step is adopted. FIG. 7 shows the acoustic reverberation elimination characteristics when the two-division processing is performed. The case where the division process is not used is also described for comparison. The content of division is as follows, where N is the total number of variable coefficient sequences.
【0007】hs1k :0〜N/2 hs2k :N/2〜N 更新アルゴリズムは上記分割範囲を適用して、式(4)
より、 hs1k+1 =hs1k +α(xk ek )/xk ’xk (6) hs2k+1 =hs2k +α(xk ek )/xk ’xk (7) と表す事が出来、2ステップで全可変係数系列hsk を
更新する適応アルゴリズムである。従って、1ステップ
における演算量は1/2に削減する事が出来、勿論分割
数を増やせばそれに比例して演算量は削減できる。[0007] hs1 k: 0~N / 2 hs2 k : N / 2~N updating algorithm by applying the divided ranges, Equation (4)
More, expressed as hs1 k + 1 = hs1 k + α (x k e k) / x k 'x k (6) hs2 k + 1 = hs2 k + α (x k e k) / x k' x k (7) things can be, it is an adaptive algorithm to update the entire variable coefficient series hs k in two steps. Therefore, the amount of calculation in one step can be reduced to 、. Of course, if the number of divisions is increased, the amount of calculation can be reduced in proportion thereto.
【0008】送話信号入力端子に音響反響だけではなく
音声信号が入力された時、つまり、双方向通信が発生し
た場合、そのまま音響反響除去動作を続行していると残
留誤差信号を増加させてしまい通信品質が劣化する。従
って、その状態を何等かの方法で検出して可変係数ディ
ジタルフィルタの係数更新を即座に停止しなければなら
ない。双方向通信検出はその検出遅延が小さければ小さ
いほど通信状態への影響が少ない。双方向通信検出の検
出評価値として受話信号の一定区間移動平均電力と送話
信号の一定区間移動平均電力とを用いて、その比較によ
って状態変位を観測する方式と、誤差信号の短時間移動
平均電力の増加を観測する方法とがあるが、前者に比べ
て後者は検出遅延が小さく高速な双方向通信検出を実現
できる。When not only acoustic reverberation but also a voice signal is inputted to the transmission signal input terminal, that is, when two-way communication occurs, if the acoustic reverberation removing operation is continued, the residual error signal is increased. As a result, communication quality deteriorates. Therefore, it is necessary to detect the state by some method and immediately stop updating the coefficient of the variable coefficient digital filter. In the bidirectional communication detection, the smaller the detection delay, the less the influence on the communication state. A method that uses the moving average power of a fixed section of the received signal and the moving average power of the fixed section of the transmitted signal as the detection evaluation value of bidirectional communication detection, and observes the state displacement by comparing the two methods. There is a method of observing an increase in power, but the latter can realize high-speed two-way communication detection with a smaller detection delay than the former.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】誤差信号の短時間移動
平均電力を双方向通信検出の評価値として採用した場合
に問題になるのは、誤差信号の増加が双方向通信発生に
よるものでなく、音響反響径路の変動によっても起こ
り、誤差信号の短時間移動平均電力だけの変化を見てい
たのでは双方向通信なのか音響径路変動なのかの区別が
つかず、誤検出の原因となる。この対策として特開平4
−127721に示されている様に推定した可変係数デ
ィジタルフィルタの瞬時電力分布を用いて双方向通信状
態と音響径路変動状態の違いを検出する方式が提案され
ている。しかし、可変係数ディジタルフィルタの係数を
分割更新する適応アルゴリズムにおいては、1ステップ
に更新が行われない係数ブロックが存在する。その為、
可変係数ディジタルフィルタの前半電力と後半電力の比
較だけでは、逆に検出遅れや誤検出を発生させてしまい
通信品質を劣化させてしまうという様な問題点があっ
た。When the short-time moving average power of the error signal is used as the evaluation value of the two-way communication detection, the problem is that the increase of the error signal is not caused by the occurrence of the two-way communication. It also occurs due to the fluctuation of the acoustic echo path, and if only the short-term moving average power of the error signal is observed, it cannot be distinguished between the two-way communication and the acoustic path fluctuation, which causes erroneous detection. As a countermeasure against this,
A method of detecting a difference between a two-way communication state and an acoustic path fluctuation state using an instantaneous power distribution of a variable coefficient digital filter estimated as shown in -127211 has been proposed. However, in the adaptive algorithm for dividing and updating the coefficients of the variable coefficient digital filter, there are coefficient blocks that are not updated in one step. For that reason,
The comparison of only the former half power and the latter half power of the variable coefficient digital filter has a problem that a detection delay or an erroneous detection is generated, thereby deteriorating the communication quality.
【0010】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去し、適応アルゴリズムに係数修正
量分割更新方式を採用した場合にも高速で、且つ、受話
信号と送話信号の電力差に影響されない安定な双方向通
信検出を実現し、大きな音響反響消去量を維持しながら
音響反響制御を行う音響反響除去装置を提供する事を目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and eliminates the above-mentioned problems. Therefore, even when a coefficient correction amount division update method is adopted in an adaptive algorithm, the present invention can provide a high-speed reception signal and transmission signal. It is an object of the present invention to provide an acoustic reverberation removing apparatus which realizes stable two-way communication detection without being affected by the power difference of the acoustic echo and controls acoustic echo while maintaining a large acoustic echo canceling amount.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、受話信号入力端子と、受話信号出力端子
と、送話信号入力端子と、送話信号出力端子と、該受話
信号入力端子から入力された受話信号を入力とする可変
係数ディジタルフィルタと、該可変係数ディジタルフィ
ルタの係数系列を格納した擬似インパルス応答レジスタ
と、該擬似インパルス応答レジスタの内容と該受話信号
入力端子からの入力信号との畳み込み積分演算を行う積
和演算回路と、該積和演算回路により生成された擬似音
響反響と該送話信号入力端子より入力される音響反響と
の差分値をとる減算回路と、該可変係数ディジタルフィ
ルタが該反響の近似値を供給する様に該擬似インパルス
応答レジスタの係数系列をN個のブロックに分けて、M
回で係数系列全体が自動的に更新される様な分割処理を
行う係数修正量演算回路と、該減算回路から出力される
誤差信号の短時間移動平均電力を求める積分回路と、該
短時間移動平均電力を双方向通信検出の検出評価値とし
た双方向通信検出回路とで構成される音響反響除去装置
において、該擬似インパルス応答レジスタの第一番目の
ブロックの総和電力を求める第一の電力積算回路と、該
擬似インパルス応答レジスタの第二番目のブロックの総
和電力を求める第二の電力積算回路と、該第一の電力積
算回路の出力の一次自己相関係数を算出する係数演算回
路と、該第一の電力積算回路の出力と、該第二の電力積
算回路の出力の比を計算するブロック電力比演算回路
と、該係数演算回路の出力値と、該ブロック電力比演算
回路の出力値との比を計算するブロック評価値演算回路
と、該ブロック評価値演算回路の出力が、内挿閾値S1
よりも小さければ“1”を出力し、内挿閾値S1よりも
大きければ“0”を出力するブロック比較回路と、該誤
差信号の短時間移動平均電力が、内挿閾値S2よりも大
きければ“1”を出力し、内挿閾値S2よりも小さけれ
ば“0”を出力する誤差信号電力比較回路と、該ブロッ
ク比較回路の出力を第一の入力とし、該誤差信号電力比
較回路の出力を第二の入力とした該双方向通信検出回路
と、該双方向通信検出回路に入力される二つの信号がど
ちらも“1”の状態の時のみ双方向通信として該係数修
正量演算回路の動作を停止し、その他の状態では単方向
通信として該係数修正量演算回路の動作を続行し、音場
の音響反響制御を行う事を特徴とした音響反響除去装
置。According to the present invention, there is provided a receiving signal input terminal, a receiving signal output terminal, a transmitting signal input terminal, a transmitting signal output terminal, and a receiving signal input terminal. A variable coefficient digital filter which receives a reception signal input from a terminal, a pseudo impulse response register storing a coefficient series of the variable coefficient digital filter, contents of the pseudo impulse response register, and an input from the reception signal input terminal A product-sum operation circuit for performing a convolution integral operation with a signal; a subtraction circuit for obtaining a difference value between a pseudo acoustic echo generated by the product-sum operation circuit and an acoustic echo input from the transmission signal input terminal; Dividing the coefficient sequence of the pseudo impulse response register into N blocks so that the variable coefficient digital filter provides an approximate value of the echo,
A coefficient correction amount operation circuit for performing a division process such that the entire coefficient sequence is automatically updated every time, an integration circuit for obtaining a short-time moving average power of an error signal output from the subtraction circuit; A two-way communication detection circuit using average power as a detection evaluation value of two-way communication detection, wherein the first power integration for obtaining the total power of the first block of the pseudo impulse response register is performed. A circuit, a second power integrating circuit for calculating the total power of the second block of the pseudo impulse response register, and a coefficient calculating circuit for calculating a primary autocorrelation coefficient of the output of the first power integrating circuit, A block power ratio calculation circuit for calculating a ratio of an output of the first power integration circuit to an output of the second power integration circuit; an output value of the coefficient calculation circuit; and an output value of the block power ratio calculation circuit And the ratio A block evaluation value calculation circuit for calculating the output of the block evaluation value computing circuit, inner 挿閾 value S1
A block comparison circuit that outputs "1" when the error signal is smaller than the threshold value S1 and outputs "0" when the error signal is larger than the interpolation threshold value S1. An error signal power comparison circuit that outputs "1" and outputs "0" if smaller than the interpolation threshold value S2; an output of the block comparison circuit as a first input; The two-way communication detection circuit having two inputs and the operation of the coefficient correction amount calculation circuit are regarded as two-way communication only when both signals input to the two-way communication detection circuit are both "1". An acoustic reverberation remover characterized by stopping the operation of the coefficient correction amount calculation circuit as unidirectional communication in other states and performing acoustic reverberation control of a sound field.
【0012】[0012]
【作用】本発明では、上記手段により係数修正量分割更
新方式を採用しても高速、そして、音声入出力の相対比
が変化した場合に安定状態を確保した双方向通信検出が
内部演算量を増大させる事なく実現でき、明瞭で高品質
な音声通信空間を提供する事ができる。According to the present invention, even if the coefficient correction amount division update method is adopted by the above means, the two-way communication detection that ensures high speed even when the relative ratio of voice input / output changes changes the internal operation amount. It can be realized without increasing, and a clear and high quality voice communication space can be provided.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて詳
細に説明する。図1は本発明の第1の音響反響除去装置
の構成を示すブロック図である。図1に示す様に、本発
明は、従来の受話信号入力端子1、受話信号出力端子
2、可変係数ディジタルフィルタ3、送話信号入力端子
4、減算回路5、送話信号出力端子6、修正量演算回路
7、受話信号入力レジスタ8、擬似インパルス応答レジ
スタ9、積和演算回路10、積分回路11、そして、双
方向通信検出回路12からなる推定適応アルゴリズムと
して学習同定法を採用した音響反響除去装置と同一構成
の装置に、第一の電力積算回路13、第二の電力積算回
路14、係数演算回路15、ブロック電力比演算回路1
6、ブロック評価値演算回路17、ブロック比較回路1
8、誤差信号電力比較回路19を追加した構成になって
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first acoustic reverberation removing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, according to the present invention, a conventional reception signal input terminal 1, reception signal output terminal 2, variable coefficient digital filter 3, transmission signal input terminal 4, subtraction circuit 5, transmission signal output terminal 6, correction Acoustic reverberation employing a learning identification method as an estimation adaptive algorithm comprising a quantity operation circuit 7, a reception signal input register 8, a pseudo impulse response register 9, a product-sum operation circuit 10, an integration circuit 11, and a two-way communication detection circuit 12. A first power integrating circuit 13, a second power integrating circuit 14, a coefficient calculating circuit 15, a block power ratio calculating circuit 1
6, block evaluation value calculation circuit 17, block comparison circuit 1
8. An error signal power comparison circuit 19 is added.
【0014】さらに詳細には、該受話信号入力端子1
と、該受話信号出力端子2と、該送話信号入力端子4と
該送話信号出力端子6と、該受話信号入力端子1から入
力された受話信号を入力とする該可変係数ディジタルフ
ィルタ3と、該可変係数ディジタルフィルタ3の係数系
列を格納した該擬似インパルス応答レジスタ9と、該擬
似インパルス応答レジスタ9の内容と該受話信号入力端
子1からの入力信号との畳み込み積分演算を行う該積和
演算回路10と、該積和演算回路10により生成された
擬似音響反響と該送話信号入力端子4より入力される音
響反響との差分値をとる該減算回路5と、該可変係数デ
ィジタルフィルタ3が該反響の近似値を供給する様に該
擬似インパルス応答レジスタ9の係数系列をN個のブロ
ックに分けて、M回で係数系列全体が自動的に更新され
る様な分割処理を行う該係数修正量演算回路7と、該減
算回路から出力される誤差信号の短時間移動平均電力P
eを求める該積分回路11と、該短時間移動平均電力を
双方向通信検出の検出評価値とした該双方向通信検出回
路12とで構成される音響反響除去装置において、該擬
似インパルス応答レジスタの第一番目のブロックの総和
電力hp1を求める該第一の電力積算回路13と、該擬
似インパルス応答レジスタの第二番目のブロックの総和
電力hp2を求める該第二の電力積算回路14と、該第
一の電力積算回路13の出力の一次自己相関係数Ciを
算出する該係数演算回路15と、 Ci=(hp1×hp1# )/hp12 (8) 式(8)中の hp1# は第一番目のブロック総和電力
hp1の一次遅れ値を表したものである。該第一の電力
積算回路13の出力hp1と、該第二の電力積算回路1
4の出力hp2の比hpsを計算する該ブロック電力比
演算回路16と、 hps=hp2/hp1 (9) 該係数演算回路16の出力値Ciと、該ブロック電力比
演算回路17の出力値hpsとの比hpiを計算する該
ブロック評価値演算回路17と、 hpi=Ci/hps (10) 該ブロック評価値演算回路17の出力hpiが、内挿閾
値S1よりも小さければ“1”を出力し、内挿閾値S1
よりも大きければ“0”を出力する該ブロック比較回路
18と、該誤差信号の短時間移動平均電力Peが、内挿
閾値S2よりも大きければ“1”を出力し、内挿閾値S
2よりも小さければ“0”を出力する該誤差信号電力比
較回路19と、該ブロック比較回路18の出力を第一の
入力とし、該誤差信号電力比較回路19の出力を第二の
入力とした該双方向通信検出回路12と、該双方向通信
検出回路12に入力される二つの信号がどちらも“1”
の状態の時のみ双方向通信として該係数修正量演算回路
7の動作を停止し、その他の状態では単方向通信として
該係数修正量演算回路7の動作を続行し、音場の音響反
響制御を行う音響反響除去装置である。More specifically, the receiving signal input terminal 1
A reception signal output terminal 2, a transmission signal input terminal 4, a transmission signal output terminal 6, and a variable coefficient digital filter 3 which receives a reception signal input from the reception signal input terminal 1. A pseudo impulse response register 9 storing a coefficient series of the variable coefficient digital filter 3, and a product sum for performing a convolution integral operation of the content of the pseudo impulse response register 9 and an input signal from the reception signal input terminal 1. An arithmetic circuit 10; a subtraction circuit 5 for calculating a difference between the pseudo acoustic echo generated by the product-sum arithmetic circuit 10 and an acoustic echo input from the transmission signal input terminal 4; Divides the coefficient sequence of the pseudo impulse response register 9 into N blocks so as to supply an approximate value of the reverberation, and performs a division process such that the entire coefficient sequence is automatically updated M times. Cormorant and the coefficient correction amount calculating circuit 7, short-time moving average power P of the error signal output from the subtraction circuit
e, and the two-way communication detection circuit 12 using the short-time moving average power as the detection evaluation value of the two-way communication detection. A first power integrating circuit 13 for calculating a total power hp1 of a first block, a second power integrating circuit 14 for calculating a total power hp2 of a second block of the pseudo impulse response register, A coefficient operation circuit 15 for calculating a primary autocorrelation coefficient Ci output from one power integration circuit 13; Ci = (hp1 × hp1 #) / hp12 (8) In the equation (8), hp1 # is the first Represents the first-order delay value of the block total power hp1. The output hp1 of the first power integration circuit 13 and the second power integration circuit 1
4, a block power ratio calculation circuit 16 for calculating the ratio hps of the output hp2, hps = hp2 / hp1 (9) An output value Ci of the coefficient calculation circuit 16 and an output value hps of the block power ratio calculation circuit 17 The block evaluation value calculation circuit 17 for calculating the ratio hpi of: hpi = Ci / hps (10) If the output hpi of the block evaluation value calculation circuit 17 is smaller than the interpolation threshold S1, “1” is output; Interpolation threshold S1
The block comparison circuit 18 that outputs "0" if it is larger than the threshold value, and outputs "1" if the short-time moving average power Pe of the error signal is larger than the interpolation threshold value S2.
If the value is smaller than 2, the error signal power comparison circuit 19 that outputs "0" and the output of the block comparison circuit 18 are set as a first input, and the output of the error signal power comparison circuit 19 is set as a second input. Both the two-way communication detection circuit 12 and two signals input to the two-way communication detection circuit 12 are “1”.
The operation of the coefficient correction amount calculation circuit 7 is stopped as bidirectional communication only in the state of the above, and the operation of the coefficient correction amount calculation circuit 7 is continued as the one-way communication in other states to control the acoustic reverberation of the sound field. This is an acoustic echo canceller.
【0015】図2は白色雑音を参照信号として入力した
時の該擬似インパルス応答レジスタ9中第一番目のブロ
ック総和電力hp1の推移である。この様に安定した参
照信号が供給されている限りブロック総和電力は、一定
区間過渡応答し、その後飽和状態となって良好な音響反
響除去を行う事ができる。FIG. 2 shows the transition of the first block total power hp1 in the pseudo impulse response register 9 when white noise is input as a reference signal. As long as such a stable reference signal is supplied, the block total power transiently responds for a certain section, and then becomes saturated, so that good acoustic reverberation can be removed.
【0016】図3は白色雑音を参照信号として入力し、
途中で双方向通信が発生した時の該擬似インパルス応答
レジスタ9中第一番目のブロック総和電力hp1の推移
である。双方向通信検出を行わない場合、この様に大き
く電力レベルが変化してしまい良好な音響反響除去を行
う事ができない。この電力変位をより安定化させた状態
に加工した値を第一の検出評価値として用いたのが本発
明による双方向通信検出方式である。FIG. 3 shows an example in which white noise is input as a reference signal.
This is the transition of the first block total power hp1 in the pseudo impulse response register 9 when bidirectional communication occurs halfway. If the bidirectional communication detection is not performed, the power level greatly changes as described above, and good acoustic reverberation cannot be removed. The two-way communication detection method according to the present invention uses a value processed so as to stabilize the power displacement as a first detection evaluation value.
【0017】図4は最大周期系列符号を用いて観測した
音場のインパルス応答特性の一例である。白色雑音の様
な理想参照信号を入力し、音響反響除去処理を行うと該
擬似インパルス応答レジスタ9にこれと極めて近いイン
パルス応答が生成されるのであるが、大きな外乱が該送
話信号入力端子4に入力された場合、つまり、双方向通
信が発生した時、該擬似インパルス応答レジスタに格納
されたインパルス応答係数系列が図4の様な減衰特性を
呈さなくなり、その電力分布が大きく変化してしまう。
この変化を加工した値を第二の検出評価値として用いた
のが本発明による双方向通信検出方式である。FIG. 4 shows an example of an impulse response characteristic of a sound field observed using a maximum periodic sequence code. When an ideal reference signal such as white noise is input and an acoustic reverberation removal process is performed, an impulse response very similar to this is generated in the pseudo impulse response register 9, but a large disturbance is generated in the transmission signal input terminal 4. , That is, when two-way communication occurs, the impulse response coefficient sequence stored in the pseudo impulse response register does not exhibit the attenuation characteristic as shown in FIG. 4 and the power distribution changes greatly. .
The value obtained by processing this change is used as the second detection evaluation value in the two-way communication detection method according to the present invention.
【0018】図5は本発明による白色雑音を参照信号と
して入力し、途中で双方向通信を発生させた時の音響反
響除去結果である。双方向通信検出を行わない処理に比
べて双方向通信が発生する以前の音響反響消去量が保管
され通信状態が劣化されずに高品質性を失われていない
事が判る。つまり、該擬似インパルス応答レジスタ9内
に格納されたインパルス応答が大きく乱されない程度の
検出遅延しか存在しないという事である。FIG. 5 shows a result of removing acoustic reverberation when white noise according to the present invention is input as a reference signal and two-way communication is generated halfway. It can be seen that the amount of acoustic echo cancellation before the occurrence of bidirectional communication is stored and the communication state is not degraded and high quality is not lost as compared with the processing without bidirectional communication detection. That is, there is only a detection delay that does not greatly disturb the impulse response stored in the pseudo impulse response register 9.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、次のような優れた効果が期待される。As described above, according to the present invention, the following excellent effects are expected.
【0020】(1)双方向通信検出の構造的検出遅延が
極めて小さく出来るので、適応ディジタルフィルタの係
数系列が乱される事による音質劣化を防げ、高品質な音
声通信空間を実現できる。 (2)制御対象となる線形システムの入力となる受話信
号と、その応答である反響に音声が加わった送話信号と
の音圧の相対比が変化しても本発明は影響を受ける事な
く良好な双方向通信検出を行う事ができる。 (3)音響反響消去性能を劣化させずに、適応アルゴリ
ズムの内部演算量を大幅に削減する事が出来るので、小
規模な構成でハードウェア化が実現し、コストの低減化
を図れる。 (4)誤差信号の閾値を近端雑音に影響されない程度ま
で低く設定する事ができるので、高速な双方向通信検出
が可能となり、高性能な音響反響除去装置を提供する事
ができる。 (5)本双方向通信検出方式は学習同定法を用いた適応
アルゴリズムだけではなく他のあらゆるパラメータ推定
アルゴリズムに対しても同等の性能を示す汎用性の高い
方式である。(1) Structural detection delay of two-way communication detection Since the detection delay can be made extremely small, it is possible to prevent sound quality deterioration due to disturbance of the coefficient sequence of the adaptive digital filter, and to realize a high quality voice communication space. (2) The present invention is not affected even if the relative ratio of the sound pressure of the reception signal which is the input of the linear system to be controlled and the transmission signal in which the sound is added to the reverberation which is the response changes. Good bidirectional communication detection can be performed. (3) The amount of internal calculation of the adaptive algorithm can be significantly reduced without deteriorating the acoustic echo canceling performance, so that hardware can be realized with a small-scale configuration and cost can be reduced. (4) Since the threshold value of the error signal can be set low enough not to be affected by near-end noise, high-speed bidirectional communication detection can be performed, and a high-performance acoustic reverberation canceller can be provided. (5) The two-way communication detection method is a highly versatile method that exhibits equivalent performance not only to an adaptive algorithm using a learning identification method but also to all other parameter estimation algorithms.
【図1】本説明の第1の音響反響除去装置の一構成例を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a first acoustic reverberation removing apparatus of the present description.
【図2】本説明に用いた擬似インパルス応答レジスタ中
第一番目のブロックの総和電力推移を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a transition of the total power of a first block in a pseudo impulse response register used in the present description.
【図3】本説明に用いた擬似インパルス応答レジスタ中
第一番目のブロックの双方向通信が発生した場合の総和
電力推移を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a transition of the total power when bidirectional communication of the first block in the pseudo impulse response register used in the present description occurs.
【図4】本説明に用いた最大周期系列符号により観測さ
れた音場のインパルス応答特性の一例を示した図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an example of an impulse response characteristic of a sound field observed by the maximum period sequence code used in the present description.
【図5】本説明に用いた白色雑音を参照信号として入力
し、途中で双方向通信を発生させた場合の音響反響消去
特性の一例を示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an acoustic echo canceling characteristic when white noise used in the present description is input as a reference signal and two-way communication is generated on the way.
【図6】従来の一般的な学習同定法を用いた音響反響除
去装置の基本構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a basic configuration of an acoustic reverberation removing apparatus using a conventional general learning identification method.
1 受話信号入力端子 2 受話信号出力端子 3 可変係数フィルタ 4 送話信号入力端子 5 減算回路 6 送話信号出力端子 7 修正量演算回路 8 受話信号入力レジスタ 9 擬似インパルス応答レジスタ 10 積和回路 11 積分回路 12 双方向通信検出回路 13 第一の電力積算回路 14 第二の電力積算回路 15 係数演算回路 16 ブロック電力比演算回路 17 ブロック評価値演算回路 18 ブロック比較回路 19 誤差信号電力比較回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 reception signal input terminal 2 reception signal output terminal 3 variable coefficient filter 4 transmission signal input terminal 5 subtraction circuit 6 transmission signal output terminal 7 correction amount calculation circuit 8 reception signal input register 9 pseudo impulse response register 10 product sum circuit 11 integration Circuit 12 Bidirectional communication detection circuit 13 First power integration circuit 14 Second power integration circuit 15 Coefficient operation circuit 16 Block power ratio operation circuit 17 Block evaluation value operation circuit 18 Block comparison circuit 19 Error signal power comparison circuit
Claims (1)
2と、送話信号入力端子4と、送話信号出力端子6と、
該受話信号入力端子1から入力された受話信号を入力と
する可変係数ディジタルフィルタ3と、該可変係数ディ
ジタルフィルタ3の係数系列を格納した擬似インパルス
応答レジスタ9と、該擬似インパルス応答レジスタ9の
内容と該受話信号入力端子1からの入力信号との畳み込
み積分演算を行う積和演算回路10と、該積和演算回路
10により生成された擬似音響反響と該送話信号入力端
子より入力される音響反響との差分値をとる減算回路5
と、該可変係数ディジタルフィルタ3が該反響の近似値
を供給する様に該擬似インパルス応答レジスタ9の係数
系列をN個のブロックに分けて、M回で係数系列全体が
自動的に更新される様な分割処理を行う係数修正量演算
回路7と、該減算回路5から出力される誤差信号の短時
間移動平均電力を求める積分回路11と、該短時間移動
平均電力を双方向通信検出の検出評価値とした双方向通
信検出回路12とから構成される音響反響除去装置にお
いて、該擬似インパルス応答レジスタ9の第一番目のブ
ロックの総和電力を求める第一の電力積算回路13と、
該擬似インパルス応答レジスタ9の第二番目のブロック
の総和電力を求める第二の電力積算回路14と、該第一
の電力積算回路13から出力される一次自己相関係数を
算出する係数演算回路15と、該第一の電力積算回路1
3からの出力と該第二の電力積算回路14との出力比を
計算するブロック電力比演算回路16と、該係数演算回
路15からの出力値と、該ブロック電力比演算回路16
からの出力値との比を計算するブロック評価値演算回路
17と、該ブロック評価値演算回路17からの出力が内
挿閾値S1よりも小さければ“1”を出力し、内挿閾値
S1よりも大きければ“0”を出力するブロック比較回
路18と、該誤差信号の短時間移動平均電力が、内挿閾
値S2よりも大きければ“1”を出力し、内挿閾値S2
よりも小さければ“0”を出力する誤差信号電力比較回
路19と、該ブロック比較回路18からの出力を第一の
入力とし、該誤差信号電力比較回路の出力を第二の入力
とした該双方向通信検出回路12と、該双方向通信検出
回路12に入力される二つの信号がどちらも“1”の状
態の時双方向通信として該係数修正量演算回路7の動作
を停止し、その他の状態では単方向通信として該係数修
正量演算回路7の動作を続行し、音場の音響反響制御を
行う事を特徴とした音響反響除去装置。A receiving signal input terminal, a receiving signal output terminal, a transmitting signal input terminal, a transmitting signal output terminal;
A variable coefficient digital filter 3 to which a reception signal input from the reception signal input terminal 1 is input, a pseudo impulse response register 9 storing a coefficient series of the variable coefficient digital filter 3, and contents of the pseudo impulse response register 9 -Sum operation circuit 10 for performing a convolution integral operation of the input signal from the reception signal input terminal 1 and the pseudo-acoustic reverberation generated by the product-sum operation circuit 10 and the sound input from the transmission signal input terminal Subtraction circuit 5 for taking the difference value from the echo
And the coefficient sequence of the pseudo impulse response register 9 is divided into N blocks so that the variable coefficient digital filter 3 supplies an approximate value of the echo, and the entire coefficient sequence is automatically updated M times. A coefficient correction amount calculation circuit 7 for performing such a division process, an integration circuit 11 for obtaining a short-time moving average power of the error signal output from the subtraction circuit 5, and a detection of the short-time moving average power for two-way communication detection. A first power integrating circuit 13 for calculating the total power of the first block of the pseudo impulse response register 9;
A second power integrating circuit 14 for calculating the total power of the second block of the pseudo impulse response register 9 and a coefficient calculating circuit 15 for calculating a primary autocorrelation coefficient output from the first power integrating circuit 13 And the first power integrating circuit 1
3, a block power ratio calculation circuit 16 for calculating an output ratio between the output from the second power integration circuit 14 and the second power integration circuit 14, an output value from the coefficient calculation circuit 15,
A block evaluation value calculation circuit 17 for calculating a ratio with respect to the output value from the block evaluation value calculation circuit 17, and outputs “1” if the output from the block evaluation value calculation circuit 17 is smaller than the interpolation threshold value S 1, The block comparison circuit 18 outputs “0” if the value is larger, and outputs “1” if the short-time moving average power of the error signal is larger than the interpolation threshold S2.
If it is smaller, the error signal power comparison circuit 19 that outputs "0" and the output of the block comparison circuit 18 as a first input and the output of the error signal power comparison circuit as a second input. When both of the two-way communication detection circuit 12 and the two signals input to the two-way communication detection circuit 12 are "1", the operation of the coefficient correction amount calculation circuit 7 is stopped as the two-way communication, An acoustic reverberation removing apparatus characterized in that in the state, the operation of the coefficient correction amount calculating circuit 7 is continued as one-way communication, and acoustic reverberation control of a sound field is performed.
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