JP3121997B2 - Acoustic echo canceller - Google Patents

Acoustic echo canceller

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JP3121997B2
JP3121997B2 JP06296430A JP29643094A JP3121997B2 JP 3121997 B2 JP3121997 B2 JP 3121997B2 JP 06296430 A JP06296430 A JP 06296430A JP 29643094 A JP29643094 A JP 29643094A JP 3121997 B2 JP3121997 B2 JP 3121997B2
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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。
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 for removing noise.

【0002】[0002]

【従来技術】一般に音響反響除去装置は通信衛星および
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 echo canceler removes reflection caused by impedance mismatch of a two-wire / four-wire converter in a long-distance telephone line using a communication satellite and a submarine cable, and a loudspeaker 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】図7は音響反響除去装置の基本構成を示す
図である。受話信号入力端子1は受話信号出力端子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、擬似音響反響を生成させ
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. 7 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 terminal 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 acoustic 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. Product-sum circuit 10
Is output as a pseudo acoustic echo. The reception signal output terminal 2 and the transmission signal input terminal 4 are connected to a two-wire / four-wire converter for a long-distance telephone line, and to a speaker and a microphone for 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yk は、 yk = hT k (1) で表される。但し、 h=[h1 ,h2 ,・・・,hn T (2) x=[xk-1 ,・・・,xk-n T T :べクトルの転置である。
[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 Tx k (1). Here, h = [h 1 , h 2 ,..., H n ] T (2) x = [x k−1 ,..., X kn ] T T : Vector transposition.

【0005】一方、 時刻kTにおけるhの推定値をh
k とすれば、yk の推定値yskは、 ysk = hsk T k (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(野田淳彦、南雲仁一:“シス
テムの学習同定法”計測と制御、7、9、pp.597-605(1
968))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 k )/xk T k (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
k が格納されている。αは推定の敏感さを決定する為
の係数更新利得で1.0に近いほど大きな修正量を与え
る事ができ、高速な音響反響除去が可能となるが、実際
に用いる場合には近端雑音や回線状態によって変えて設
定する必要がある。この係数更新利得αの決定は、現在
のところ経験則に依っているのが実態である。又、この
係数更新利得αを残留音響反響の大きさにより可変制御
するものや室内特性に合わせて設定するものがある(例
えば、牧野昭二、小泉宣夫:“エコーキャンセラの室内
音場における適応特性の改善について”、信学論
(A)、J71-A,12,pp.2212-2214(1988-12))。
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 T 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. This adaptive operation algorithm generally includes a learning identification method (Atsuhiko Noda, Jinichi Nagumo: “System Learning Identification Method”, Measurement and Control, 7, 9, pp. 597-605 (1
968)). Successive correction of hsk by the learning identification method is performed by hs k + 1 = hs k + α (x k e k) / x k T x k (4). However, the e k = y k -ys k, is 0 <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 coefficient updating gain for determining the sensitivity of estimation, and the closer the correction gain is to 1.0, the greater the amount of correction can be given, and high-speed acoustic reverberation can be removed. It is necessary to change and set according to the line condition. The actual situation is that the determination of the coefficient update gain α currently depends on empirical rules. The coefficient update gain α may be variably controlled according to the magnitude of the residual acoustic reverberation, or may be set in accordance with the room characteristics (for example, Shoji Makino, Nobuo Koizumi: “The adaptation characteristics of the echo canceller in the room sound field. Improvement, "IEICE (A), J71-A, 12, pp. 221-2214 (1988-12)).

【0006】拡声音場における音響反響特性をこの様に
FIR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ステップにおい
ての更新演算量を削減させる方法が採られている。一例
として、分割更新方式の中で最も簡単な二分割処理の場
合について述べる(例えば、古川博基、金森丈郎、茨木
悟、直野博之、田中和之:“分割適応型エコーキャンセ
ラを用いたハンズフリー通話回路”、電通学会春期大
会、SA-7-8, pp.466-467 (1992) )。 擬似インパルス
応答レジスタ9に格納された可変係数系列の総数をNと
した時、係数系列の分割内容は次の様に表す事が出来
る。
When the acoustic reverberation characteristics in a loudspeaker sound field are represented by an FIR type digital filter in this way, a few hundreds of
The variable coefficient series hs K is divided into several stages because it has a long configuration of up to several thousand taps, and the amount of computation involved in updating the correction amount of the variable coefficient series hs K becomes enormous and cannot be realized with small-scale hardware. To reduce the amount of update calculation in one step. As an example, the case of the simplest two-partition processing in the divisional update method will be described (for example, Hiroki Furukawa, Takeo Kanamori, Satoru Ibaraki, Hiroyuki Naono, Hiroyuki Tanaka: "Hands-free using division adaptive echo canceller" Telecommunication Circuit, ”Dentsu Spring Meeting, SA-7-8, pp.466-467 (1992). Assuming that the total number of variable coefficient sequences stored in the pseudo impulse response register 9 is N, the division content of the coefficient sequence can be expressed as follows.

【0007】hs1k :0〜(N/2)−1 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 k )/xk T k (6) hs2k+1 = hs2k +α(xk k )/xk T k (7) と表す事が出来、Mは2、つまり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Nを増やせばそれに比例して演算量は
1/Nに削減できる。しかしながら、演算量は低減させ
る事ができるが、音響反響を一定量消去させる為の収束
時間が大きくなってしまう。この収束時間を改善する為
に分割された各ブロックを順番に更新処理してやるので
はなく、各ブロックに重み付けを施し更新頻度を変え
る。その結果係数系列全体を更新する為のステップ数M
は増すが、音響反響消去量が20dBを越えるまでの初
期過渡応答過程における収束速度をかなり改善さす事が
可能となる。この20dBという数値は人間が残響感を
検知する重要な閾値である。つまり、20dBを上回れ
ば音声の劣化を最小限に抑える事ができる。分割された
各ブロックに重み付けするのに用いられるのが音場のイ
ンパルス応答特性である。一般的にはインパルス応答の
時間遅延が小さい方を積極的に更新処理を振り分けてい
る。
Hs1 k : 0 to (N / 2) -1 hs2 k : (N / 2) to N The updating algorithm applies the above division range to obtain the equation (4).
More, expressed as hs1 k + 1 = hs1 k + α (x k e k) / x k T x k (6) hs2 k + 1 = hs2 k + α (x k e k) / x k T x k (7) And M is 2, an adaptive algorithm that updates the entire variable coefficient sequence hsk in two steps. Therefore, the amount of calculation in one step can be reduced to 、. Of course, if the number of divisions N is increased, the amount of calculation can be reduced to 1 / N in proportion thereto. However, although the amount of calculation can be reduced, the convergence time for eliminating a certain amount of acoustic reverberation increases. Instead of sequentially updating the divided blocks in order to improve the convergence time, each block is weighted to change the update frequency. As a result, the number of steps M for updating the entire coefficient series
However, the convergence speed in the initial transient response process until the amount of acoustic echo cancellation exceeds 20 dB can be considerably improved. This numerical value of 20 dB is an important threshold value at which a human detects reverberation. That is, if it exceeds 20 dB, it is possible to minimize the deterioration of the sound. It is the impulse response characteristic of the sound field that is used to weight each divided block. Generally, the update process is positively assigned to the one with a smaller time delay of the impulse response.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】係数更新を分割方式を
採用した行うディジタル適応フィルタシステムでは、ど
うしても一括係数更新方式に比較して、音響反響特性の
初期過渡応答過程の収束速度が劣化してしまい、なかな
か残響音が除去されず、高品質な音声通信が得られな
い。この様子を図6に示す。図中aは該擬似インパルス
応答レジスタを2分割し、毎回その内1つを交互に選択
し、更新を行った場合の音響反響消去特性である。同図
bは2分割された該擬似インパルス応答レジスタを分割
ブロック更新頻度を3:1として更新処理を行った場合
の同特性である。図中aに比べbは初期過渡応答過程の
収束特性はかなり改善されているものの音響反響消去量
が30dBを越える頃からその収束速度が劣化してしま
う。この様に初期速度を向上させると定常状態へのアク
セス速度が劣化してしまうという問題点があった。
In a digital adaptive filter system in which coefficient updating is performed by using a division method, the convergence speed of the initial transient response process of acoustic reverberation characteristics is inevitably deteriorated as compared with the collective coefficient updating method. However, reverberation is not easily removed, and high-quality voice communication cannot be obtained. This is shown in FIG. In the figure, a represents the acoustic reverberation elimination characteristic when the pseudo impulse response register is divided into two and one of them is alternately selected and updated each time. FIG. 4B shows the same characteristics when the pseudo impulse response register divided into two is subjected to an update process with the division block update frequency set to 3: 1. In the graph b, the convergence characteristic of the initial transient response process is considerably improved, but the convergence speed is deteriorated when the acoustic echo cancellation amount exceeds 30 dB. As described above, when the initial speed is improved, there is a problem that the access speed to the steady state is deteriorated.

【0009】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、高速性と動作安定性に優れ、
高い適応性能を有し、常時大きな音響反響消去量を維持
しながら音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。
The present invention has been made in view of the above points, and eliminates the above-mentioned problems, and has excellent high-speed operation and operation stability.
An object of the present invention is to provide an acoustic reverberation removing apparatus which has high adaptive performance and performs acoustic control while always maintaining a large acoustic echo canceling amount.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するためのものであり、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の受話信号を入力とするN個
のブロックに分割された擬似インパルス応答レジスタを
持つ可変係数ディジタルフィルタと、該擬似インパルス
応答レジスタの総分割ブロック数N個の内、n個(1<
n<N)を選択する係数系列ブロック選択回路と、該受
話信号出力端子から音響反響経路を介して該送話信号入
力端子に入力される受話信号の音響反響成分から該可変
係数ディジタルフィルタで生起された擬似音響反響を減
算して求められる残差信号を最小とする様な係数修正量
演算回路によって係数系列が逐次更新される音響反響除
去装置において、N個に分割された該擬似インパルス応
答レジスタの各分割ブロック毎の係数累積加算平均電力
値を算出し、その算出された該係数累積加算平均電力値
にもとづいて係数更新処理の対象となる分割ブロック数
N' (1<N' <N)が可変的に制御される音響反響除
去装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and includes a reception signal input terminal, a reception signal output terminal, a transmission signal input terminal, a transmission signal output terminal, and A variable coefficient digital filter having a pseudo impulse response register divided into N blocks to which a reception signal of the reception signal input terminal is input, and n out of a total number N of divided blocks of the pseudo impulse response register (n 1 <
a coefficient sequence block selecting circuit for selecting n <N), and a variable coefficient digital filter that generates from the acoustic reverberation component of the received signal input from the received signal output terminal to the transmission signal input terminal via the acoustic reverberation path. The acoustic impulse response register divided into N pieces in an acoustic reverberation removing apparatus in which a coefficient sequence is successively updated by a coefficient correction amount operation circuit that minimizes a residual signal obtained by subtracting the obtained pseudo acoustic echo. Is calculated for each divided block, and the number of divided blocks N ′ (1 <N ′ <N) to be subjected to coefficient update processing based on the calculated coefficient accumulated average power value Variably controlled acoustic echo canceller.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、上記手段により推定動作の高速性
と高安定性が確保されるので、通信回線上に反響成分が
混入する事が極めて少なくなり、通信音声音質の劣化を
防ぎ、通話そのものを出来なくしてしまうハウリング発
生の危険性を低く抑える事が出来、高品質な音響制御が
可能となる。
According to the present invention, since the high speed and high stability of the estimating operation are ensured by the above-mentioned means, reverberation components are hardly mixed into the communication line, the deterioration of the sound quality of the communication voice is prevented, and the communication itself is prevented. This can reduce the risk of howling occurrence, which makes it impossible to perform sound control, and enables high-quality sound control.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明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、3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、係数修正量演算回路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、そして、係数系列ブロック選択
回路11から構成された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、
累積加算平均電力演算回路12、ブロック平均累積電力
演算回路13、ブロック電力成長率算出回路14、そし
て、分割ブロック数設定回路15を追加した構成となっ
ている。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の受話信号を入力とするN個
のブロックに分割された該擬似インパルス応答レジスタ
9を持つ該可変係数ディジタルフィルタ3と、該擬似イ
ンパルス応答レジスタ9の総分割ブロック数N個の内、
n個(1<n<N)を選択する該係数系列ブロック選択
回路11と、該受話信号出力端子2から音響反響経路を
介して該送話信号入力端子4に入力される受話信号の音
響反響成分から該可変係数ディジタルフィルタ3で生起
された擬似音響反響を減算して求められる残差信号を最
小とする様に該係数修正量演算回路7によって該係数系
列ブロック選択回路11で選択された毎回n個の分割ブ
ロックが逐次更新される音響反響除去装置において、該
係数系列ブロック選択回路11により選択させた該擬似
インパルス応答レジスタ9のn個の分割ブロックに格納
された各可変係数のみの累積加算平均電力を算出する該
累積加算平均電力演算回路12と、該累積加算平均電力
演算回路12で算出されたn個の分割ブロックでの各累
積加算平均電力の代表平均累積加算平均電力を算出する
該ブロック平均累積電力演算回路13と、選択されたn
個の分割ブロック独立の平均累積加算平均電力の成長率
を算出する該ブロック電力変動率算出回路14と、選択
されたn個の分割ブロックの各平均累積加算平均電力の
成長率に対応した係数更新処理を行う分割ブロック数
N' (1<N' <N)を切り替える分割ブロック数設定
回路15によって、更新処理の対象となる分割ブロック
総数を決定し、その分割ブロック総数に対応させた分割
更新スケジューリングを該係数修正量演算回路7で設定
しながら音響制御を行う事を特徴とする音響反響除去装
置。該ブロック平均累積電力演算回路13において、該
擬似インパルス応答レジスタに格納された可変係数の累
積加算平均電力の各ブロック毎の平均電力PBNを式
(6)により算出する。各平均電力PBNの算出演算は、
各ブロックが更新された時のみ実行される。つまり、毎
回一つのブロックを対象として処理が行われるので演算
量は、あまり増加させないで済む。又、各ブロックのサ
イズは構成するハードウェア規模により一意的に決定さ
れる。
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 an 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, a reception signal output terminal 3, a variable coefficient digital filter 3, a transmission signal input terminal 4, a subtraction circuit 5, a transmission signal output terminal 6, a coefficient An acoustic reverberation removing apparatus employing a learning identification method as an adaptive algorithm comprising a correction amount calculating circuit 7, a received signal input register 8, a pseudo impulse response register 9, a product-sum calculating circuit 10, and a coefficient sequence block selecting circuit 11; In the device of the same configuration,
The configuration is such that a cumulative addition average power calculation circuit 12, a block average cumulative power calculation circuit 13, a block power growth rate calculation circuit 14, and a divided block number setting circuit 15 are added. The reception signal input terminal 1, the reception signal output terminal 2, the transmission signal input terminal 4, and the transmission signal output terminal 6.
And the variable coefficient digital filter 3 having the pseudo impulse response register 9 divided into N blocks to which the reception signal of the reception signal input terminal 1 is inputted, and the total number of divided blocks of the pseudo impulse response register 9 Out of N,
the coefficient sequence block selecting circuit 11 for selecting n (1 <n <N), and the acoustic echo of the received signal input from the received signal output terminal 2 to the transmission signal input terminal 4 via the acoustic echo path Each time the coefficient correction amount calculating circuit 7 selects the coefficient sequence block selecting circuit 11 by the coefficient correction amount calculating circuit 7 so as to minimize the residual signal obtained by subtracting the pseudo acoustic echo generated by the variable coefficient digital filter 3 from the component. In an acoustic reverberation removing apparatus in which n divided blocks are sequentially updated, only the variable coefficients stored in the n divided blocks of the pseudo impulse response register 9 selected by the coefficient sequence block selecting circuit 11 are cumulatively added. An accumulative average power calculation circuit for calculating an average power; And the block mean cumulative power calculating circuit 13 for calculating the table mean cumulative addition average power, the selected n
The block power fluctuation rate calculation circuit 14 for calculating the growth rate of the average cumulative addition average power of the divided blocks independently, and the coefficient update corresponding to the growth rate of each average cumulative addition power of the selected n divided blocks The number of divided blocks N ′ (1 <N ′ <N) for switching the number of divided blocks to be processed is determined by the divided block number setting circuit 15, and the total number of divided blocks to be updated is determined, and the divided update scheduling corresponding to the total number of divided blocks is performed. The acoustic reverberation removing device performs acoustic control while setting the coefficient correction amount arithmetic circuit 7. The block average cumulative power calculation circuit 13 calculates the average power PBN of each block of the cumulative addition average power of the variable coefficients stored in the pseudo impulse response register according to equation (6). The calculation for calculating the average power P BN is as follows:
Executed only when each block is updated. That is, since the processing is performed for one block each time, the calculation amount does not need to be increased much. Further, the size of each block is uniquely determined by the scale of the constituting hardware.

【0013】 PB1=(hs0 2+・・・ +hsm1-1 2 )/m1 PB2=(hsm1 2 +・・・ +hsm2-1 2 )/(m2−m1) (6) PBN=(hsmN 2 +・・・ +hsL-1 2)/(L−mN) Lは可変係数の総数、m1、m2、…、mNは分割する
係数ナンバー、そして、Nは分割ブロックの総数であ
る。ここでは評価値としてブロック毎平均を用いている
が、そのブロックを代表できる値ならば、この値ではな
くとも例えば係数累積加算平均電力の最大値、最小値で
あってもよい。該ブロック平均累積電力演算回路13の
構成を0番目のブロックを例に取り図2に示す。
P B1 = (hs 0 2 +... + Hs m1-1 2 ) / m1 P B2 = (hs m1 2 +... + Hs m2-1 2 ) / (m 2 −m 1) (6) P BN = (Hs mN 2 + ... + hs L-1 2 ) / (L-mN) L is the total number of variable coefficients, m1, m2,..., MN are coefficient numbers to be divided, and N is the total number of divided blocks. is there. Here, the average for each block is used as the evaluation value. However, as long as the value can represent the block, the average value may be, for example, the maximum value or the minimum value of the coefficient cumulative average power, instead of this value. The configuration of the block average accumulated power calculation circuit 13 is shown in FIG. 2 taking the 0th block as an example.

【0014】各平均電力PBNを用いて該ブロック電力成
長率算出回路14では、式(7)を用いて算出を行う。
Using the average power PBN, the block power growth rate calculation circuit 14 calculates using the equation (7).

【0015】 dPBN(K+1 )=|PBN(K+1 )−PBN(K )|/PBN(K ) (7) 式(7)に示した成長率は一例であり、決定的な算出法
ではない。例えば分子が過去値ではなくて現在値でもよ
い。又、dPBN(K+1 )とdPBN(K )との間での差分
値を用いても本発明は有効に機能する。ここで表記した
(K )と(K+1 )の関係は係数更新が行われる前と後で
ある。
DP BN (K + 1) = | P BN (K + 1) −P BN (K) | / P BN (K) (7) The growth rate shown in the equation (7) is an example and is determined. It is not a typical calculation method. For example, the numerator may be a present value instead of a past value. Also, the present invention functions effectively even if a difference value between dP BN (K + 1) and dP BN (K) is used. The relationship between (K) and (K + 1) described here is before and after coefficient updating is performed.

【0016】該分割ブロック数設定回路15では、選択
された一つの分割ブロックの代表成長率dPBNの値を回
路に内挿された閾値と比較し、適合する閾値範囲に対応
させた更新処理対象分割ブロック総数N' を決定する動
作を行っている。 図3にこの概念図を示す。例えば、
該擬似インパルス応答レジスタ9の総分割数を4とした
場合、最初のステップでN' =2、次のステップでN'
=3、最終ステップでN' = 4と設定する。そして、
一度の更新では2つのブロック分の係数のみについて更
新処理を行う、つまり、第1ステップでは設定された全
係数、第2ステップでは設定された2/3の係数、そし
て、第3ステップでは設定された2/4の係数を更新す
る。第2、3ステップは分割更新となり、その内部のス
ケジュールは自由に設定する事が可能である。この際、
全てのステップにおいて更新演算が行われるのは総係数
の1/2となり、演算量の削減が図られる。図4に白色
雑音を参照入力とした場合の本発明による適応処理動作
の結果aを示す。比較対象として該擬似インパルス応答
レジスタを2分割し、交互に更新処理を行ったモデルの
結果bに載せている。両モデルとも一度の係数更新に関
わる演算数は同じである。縦軸は音響反響消去量、横軸
は時間である。図中bに比較してaは初期応答過程で2
倍以上の適応速度を実現している。その後も相対関係は
変わる事無く本発明による方法が優っている。
The divided block number setting circuit 15 compares the value of the representative growth rate dPBN of one selected divided block with a threshold value inserted into the circuit, and updates the divided processing target division corresponding to a suitable threshold range. An operation for determining the total number N 'of blocks is performed. FIG. 3 shows this conceptual diagram. For example,
Assuming that the total number of divisions of the pseudo impulse response register 9 is 4, N '= 2 in the first step and N' in the next step.
= 3 and N '= 4 in the last step. And
In one update, the update process is performed only for the coefficients of two blocks, that is, in the first step, all the set coefficients are set, in the second step, the set 2/3 coefficients, and in the third step, the set coefficients are set. The coefficient of 2/4 is updated. The second and third steps are divided update, and the schedule inside can be freely set. On this occasion,
The update operation is performed in all steps in half of the total coefficient, and the amount of operation is reduced. FIG. 4 shows a result a of the adaptive processing operation according to the present invention when white noise is used as a reference input. As a comparison target, the pseudo impulse response register is divided into two, and the result is shown in the result b of the model that has been subjected to the updating process alternately. Both models have the same number of operations related to one coefficient update. The vertical axis is the amount of acoustic echo cancellation, and the horizontal axis is time. Compared to b in the figure, a is 2 in the initial response process.
It achieves more than twice the adaptation speed. After that, the method according to the present invention is superior without changing the relative relationship.

【0017】同様に図5に更新回数を3:1とした場合
との比較結果を示す。図中aは本発明によるもの同図b
はを3:1に固定した場合である。音響反響除去装置と
して非常に重要な性能である初期収束速度を保ちなが
ら、音響反響消去量が30dBを越えても収束速度が鈍
る事無く適応をしている。図中aに比較しbは音響消去
量が25〜30dBでは近似的ではあるが、その後は徐
々に特性が劣化し始め定常状態への到達時間は多く必要
とする。人間が残響感を持つ検知限が音響反響消去量で
20dB前後となる。従って、音響反響除去装置はこの
値までどれだけ速く消去するかが大きなポイントとな
る。図中bの方式において、更新頻度を3:1から5:
1にすると、初期収束速度は多少改善されるがその後の
適応速度は悪くなる一方である。この様に単に更新頻度
を重み付けして動作させる従来方式では性能改善を図る
事が出来ない。
Similarly, FIG. 5 shows the result of comparison with the case where the number of updates is 3: 1. In the figure, a is the figure according to the present invention.
Is the case where is fixed to 3: 1. While maintaining the initial convergence speed, which is a very important performance as an acoustic reverberation removing device, adaptation is performed without slowing down the convergence speed even when the acoustic reverberation amount exceeds 30 dB. Compared with a in the figure, b is approximate when the sound elimination amount is 25 to 30 dB, but thereafter the characteristics gradually begin to deteriorate, and a longer time is required to reach a steady state. The detection limit at which humans have a feeling of reverberation is about 20 dB in terms of the amount of acoustic echo cancellation. Therefore, the key point is how fast the acoustic reverberation device erases up to this value. In the method b in the figure, the update frequency is changed from 3: 1 to 5:
When it is set to 1, the initial convergence speed is slightly improved, but the subsequent adaptation speed is getting worse. As described above, the conventional method of simply performing the operation by weighting the update frequency cannot improve the performance.

【0018】図4、5を通して見ると本発明は音響反響
除去装置として重要な初期過渡応答過程の適応速度とそ
の後の高い適応収束速度を両立させた優れた方式である
といえる。
4 and 5, it can be said that the present invention is an excellent system in which the adaptive speed of the initial transient response process, which is important as an acoustic reverberation device, and the high adaptive convergence speed thereafter are compatible.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
下記のような優れた効果が期待される。 (1)本発明を用いる事で、高速化と高安定化を同時に
実現できるので、高品質な音声通信の維持を図れ、ハウ
リング発生の危険性を低く抑える事ができる。 (2)適応動作過程において、係数更新に関わる修正量
の演算処理が大幅に削減されるので、ハードウェアの負
担が低減出来る。
As described above, according to the present invention,
The following excellent effects are expected. (1) By using the present invention, high speed and high stabilization can be realized at the same time, so that high quality voice communication can be maintained and the danger of howling can be suppressed. (2) In the adaptive operation process, the calculation processing of the correction amount related to the coefficient update is greatly reduced, so that the load on the hardware can be reduced.

【0020】(3)音響反響消去特性の初期過渡応答過
程の適応速度を高く維持できているので、聴覚的に気に
なる残響感を高速に取り去る事ができ、高品質な音声通
信空間を実現できる。
(3) Since the adaptation speed of the initial transient response process of the acoustic reverberation elimination characteristic can be maintained at a high level, an audible reverberation can be removed at a high speed, and a high quality voice communication space can be realized. it can.

【0021】(4)係数の成長に適応した処理を行う
為、必要以上の可変係数更新を行わないのでディジタル
シグナルプロセッサ等で構成する場合、演算誤差や誤動
作を生じにくい。
(4) Since a process adapted to the growth of the coefficient is performed, the variable coefficient is not updated more than necessary. Therefore, when a digital signal processor or the like is used, a calculation error and a malfunction are less likely to occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による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 an acoustic reverberation removing apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明の説明に用いたブロック平均累積電力
演算回路の一構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing one configuration of a block average accumulated power calculation circuit used for describing the present invention.

【図3】 状態判定制御部の概念を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a concept of a state determination control unit.

【図4】 本発明による白色雑音を参照入力とした場合
の音響反響消去特性の一例を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of acoustic echo cancellation characteristics when white noise according to the present invention is used as a reference input.

【図5】 本発明による白色雑音を参照入力とした場合
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 showing an example of an acoustic reverberation elimination characteristic when white noise according to the present invention is used as a reference input.

【図6】 白色雑音を参照入力とした場合の従来方式に
よる音響反響消去特性の一例を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of acoustic echo cancellation characteristics according to a conventional method when white noise is used as a reference input.

【図7】 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の一例を示したブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a basic configuration of a conventional acoustic reverberation removing apparatus using a general learning identification method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 積和演算回路 11 係数系列ブロック選択回路 12 累積加算平均電力演算回路 13 ブロック平均累積電力演算回路 14 ブロック電力変動率算出回路 15 分割ブロック数設定回路 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 operation circuit 8 reception signal input register 9 pseudo impulse response register 10 product-sum operation circuit 11 Coefficient sequence block selection circuit 12 Cumulative average power calculation circuit 13 Block average cumulative power calculation circuit 14 Block power fluctuation rate calculation circuit 15 Division block number setting circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】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
信号入力端子の受話信号を入力とするN個のブロックに
分割された擬似インパルス応答レジスタを持つ可変係数
ディジタルフィルタと、該擬似インパルス応答レジスタ
の総分割ブロック数N個の内、n個(1<n<N)を選
択する係数系列ブロック選択回路と、該受話信号出力端
子から音響反響経路を介して該送話信号入力端子に入力
される受話信号の音響反響成分から該可変係数ディジタ
ルフィルタで生起された擬似音響反響を減算して求めら
れる残差信号を最小とする様な係数修正量演算回路によ
って係数系列が逐次更新される音響反響除去装置におい
て、N個に分割された該擬似インパルス応答レジスタの
各分割ブロック毎の係数累積加算平均電力値を算出し、
その算出された該係数累積加算平均電力値にもとづいて
係数更新処理の対象となる分割ブロック数N' (1<
N' <N)が可変的に制御されることを特徴とする音響
反響除去装置。
1. A receiving signal input terminal, a receiving signal output terminal, a transmitting signal input terminal, a transmitting signal output terminal, and N blocks each of which receives a receiving signal of the receiving signal input terminal. A variable coefficient digital filter having a pseudo impulse response register, a coefficient sequence block selecting circuit for selecting n (1 <n <N) out of a total of N divided blocks of the pseudo impulse response register, The residual signal obtained by subtracting the pseudo acoustic echo generated by the variable coefficient digital filter from the acoustic echo component of the received signal input to the transmission signal input terminal via the acoustic echo path from the output terminal is minimized. In the acoustic reverberation removing apparatus in which the coefficient sequence is sequentially updated by the coefficient correction amount calculating circuit, each of the divided blocks of the pseudo impulse response register divided into N is used. Calculating a number cumulative addition average power value,
Based on the calculated coefficient cumulative average power value, the number of divided blocks N ′ (1 <
N '<N) is variably controlled.
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