JP3152825B2 - Acoustic echo canceller - Google Patents

Acoustic echo canceller

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JP3152825B2
JP3152825B2 JP32751893A JP32751893A JP3152825B2 JP 3152825 B2 JP3152825 B2 JP 3152825B2 JP 32751893 A JP32751893 A JP 32751893A JP 32751893 A JP32751893 A JP 32751893A JP 3152825 B2 JP3152825 B2 JP 3152825B2
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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]

【従来の技術】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 In general, acoustic echo cancellers are used for long-distance telephone lines using communication sanitation and submarine cables.
It can be broadly divided into one that removes reflection caused by impedance mismatch of the line-to-wire converter and one that removes reverberation due to acoustic coupling of speaker's voice in a loudspeaker such as a video conference system. It is composed of a variable coefficient filter for generating 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 = h’xk (1) で表される。但し、 h=[h1 ,h2 ,・・・,hn ]’ (2) x=[xk-1 ,・・・,xk-n ]’ 「’」: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′x k (1). Here, h = [h 1 , h 2 ,..., H n ] ′ (2) x = [x k−1 ,..., X kn ] ′ “′”: 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 ’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 k )/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
k 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。この修正ループゲイン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。
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, 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 correction loop gain for determining the sensitivity of estimation, and a larger correction amount can be given as the value is closer to 1.0, so that high-speed acoustic reverberation can be removed. It is necessary to change the settings depending on the line status. The actual situation is that the determination of the modified loop gain α currently depends on empirical rules.

【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。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 sequence hsk is divided into several stages because it has a long configuration of up to several thousand taps, and the amount of operation involved in updating the correction amount of the variable coefficient sequence hsk becomes enormous and cannot be realized with small-scale hardware. A method of reducing the amount of update calculation in one step is adopted. As an example, a case of the simplest two-division processing in the division update method will be described. 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 hs2k :(N/2)+1〜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 ’xk (6) hs2k+1 = hs2k +α(xk k )/xk ’xk (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、収束速度をかなり改善さす事が可能となる。
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。図2に系列符号を
用いて観測された音場のインパルス応答特性の一例を示
す。その特性が減衰特性を呈している事が判る。この特
性を利用しインパルス応答の電力の集中している前半部
分を優先して更新処理を行う事で収束速度の改善が図ら
れるという事である。
Hs1 k : 0 to N / 2 hs2 k : (N / 2) +1 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 'x k (6) hs2 k + 1 = hs2 k + α (x k e k) / x k' 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 can be considerably improved.
It is the impulse response characteristic of the sound field that is used to weight each divided block. FIG. 2 shows an example of an impulse response characteristic of a sound field observed using a sequence code. It can be seen that the characteristic exhibits an attenuation characteristic. Using this characteristic, the convergence speed is improved by performing update processing with priority given to the first half of the impulse response where power is concentrated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】係数修正量更新に重み
付け分割更新方式を採用した場合、その重み付けの基本
としているのは音場のインパルス応答が減衰特性を呈す
るという事である。つまり、インパルス応答の減衰特性
を指数減衰すると仮定し、それに合わせた更新頻度を設
定している。しかし、実際のインパルス応答は一様では
なく、音場の環境によりかなり異なってくる。環境と
は、使用される部屋の体積、形状、それを構成する壁、
床、天井の部材、又、マイクロホンとスピーカ間の距
離、そして、それ等を取りまく設置物などである。この
環境から生起される音響反響特性を単純な指数減衰とし
て取扱い、更新頻度を固定してしまったのでは収束速度
の低下や消去量の低減などの音響反響消去特性の劣化を
起こしてしまう。その結果、通信回線上の雑音を増加さ
せたり、ハウリング発生の危険性の増大を招いて動作安
定性を低下させてしまうという様な問題点があった。
When the weighted division update method is used for updating the coefficient correction amount, the basis of the weighting is that the impulse response of the sound field exhibits an attenuation characteristic. That is, it is assumed that the attenuation characteristic of the impulse response is exponentially attenuated, and the update frequency is set accordingly. However, the actual impulse response is not uniform and varies considerably depending on the environment of the sound field. The environment is the volume and shape of the room used, the walls that make it up,
The floor and ceiling members, the distance between the microphone and the speaker, and the objects surrounding them. If the acoustic reverberation characteristics generated from this environment are treated as simple exponential decay and the update frequency is fixed, the acoustic reverberation elimination characteristics such as a reduction in the convergence speed and a reduction in the amount of erasure will be deteriorated. As a result, there has been a problem that noise on the communication line is increased, and the danger of howling is increased, thereby lowering operation stability.

【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、動作安定性に優れ、且つ、音
響反響経路の変動に対しても高い追随性を持ち、高速な
音響反響消去特性を実現し、常時大きな音響反響消去量
を維持しながら音場の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, has excellent operation stability, has high followability with respect to fluctuations in an acoustic reverberation path, and has a high-speed sound. It is an object of the present invention to provide an acoustic reverberation removing device which realizes acoustic reverberation characteristics and controls acoustic reverberation of a sound field while maintaining a large acoustic reverberation amount at all times.

【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、前記受話信号入力端子から入力されるN個の分割
係数ブロックで処理される擬似インパルス応答レジスタ
を有する可変係数デジタルフィルタと、前記受話信号出
力端子から音響反響経路を介して前記送話信号入力端子
に入力される受話信号の音響反響成分から前記可変係数
デジタルフィルタで生成された擬似音響反響信号を減算
して求められる残差信号を最小とするような前記分割係
数が逐次更新される音響反響除去装置において、前記受
話信号入力端子と前記受話信号出力端子または前記送話
信号入力端子と前記送話信号出力端子との間に各スイッ
チ手段を設け、各スイッチ手段が相手先端末との送受信
が切り離された状態で外部環境の音響反響特性を観測す
るための符号を発生する符号発生回路と、その符号が前
記受話信号出力端子から音響反響経路を介して前記送話
信号入力端子に入力され外部環境の音響反響特性を算出
する演算手段と、その演算結果が蓄積される蓄積手段
と、所定の時間経過した後に前記スイッチ手段が相手先
端末と接続されたとき、前記蓄積手段の蓄積データにも
とづいて各ブロック毎の総和電力を算出する総和電力演
算手段と、その隣接する各ブロック間の総和電力値を比
較する比較手段と、前記比較手段によって求められた比
較結果と内挿閾値との大小関係に応じて各分割係数の更
新頻度が任意に設定される更新手段とから構成された音
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 processed by N divided coefficient blocks input from the reception signal input terminal; and a transmission signal input terminal from the reception signal output terminal via an acoustic echo path to the transmission signal input terminal. An acoustic reverberation removing apparatus in which the division coefficient is sequentially updated so as to minimize a residual signal obtained by subtracting a pseudo acoustic reverberation signal generated by the variable coefficient digital filter from an acoustic reverberation component of an input reception signal. In the above, each switch means is provided between the reception signal input terminal and the reception signal output terminal or the transmission signal input terminal and the transmission signal output terminal, A code generating circuit for generating a code for observing the acoustic reverberation characteristic of the external environment in a state where the switch means is disconnected from the transmission / reception with the destination terminal, and the code is transmitted from the reception signal output terminal via the acoustic reverberation path to the code. A calculating means for calculating the acoustic reverberation characteristic of the external environment inputted to the transmission signal input terminal, a storing means for storing the calculation result, and the switch means being connected to the destination terminal after a predetermined time has elapsed. At this time, the total power calculation means for calculating the total power for each block based on the storage data of the storage means, the comparison means for comparing the total power value between each adjacent block, and the comparison means There is provided an acoustic reverberation removing apparatus including: an updating unit configured to arbitrarily set an update frequency of each division coefficient according to a magnitude relationship between a comparison result and an interpolation threshold.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、上記手段により実音場のインパル
ス応答特性に対応した係数修正量更新の分割処理を設定
できるので、通信回線上の背景雑音の増加やハウリング
発生の危険性増大などの動作安定性の劣化を防ぎ、更新
に関わる演算量は大幅に削減されたままで高速で安定な
音響反響除去を実現する事ができ、且つ、音響反響経路
特性が任意に変動した場合にも高い追随性が確保されて
いるので、定常状態への収束速度が優れているので、常
時高いレベルの音響反響消去量を維持する事ができ、高
性能な音響制御が可能となる。
According to the present invention, the above-mentioned means can set the division processing for updating the coefficient correction amount corresponding to the impulse response characteristics of the actual sound field, so that operation stability such as an increase in background noise on the communication line and an increase in the danger of howling occurs. High-speed and stable acoustic reverberation elimination while significantly reducing the amount of computation involved in updating, and high tracking ability even when the acoustic reverberation path characteristics fluctuate arbitrarily. Since it is ensured, the convergence speed to the steady state is excellent, so that a high level of acoustic echo cancellation can always be maintained at a high level, and high-performance acoustic control can be performed.

【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、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、符号
発生回路12、第1の選択スイッチ13、同期加算回路
14、第2の選択スイッチ15、直線状畳み込み積分演
算回路16、観測インパルス応答レジスタ17、状態選
択回路18、そして、ブロック電力評価回路19を追加
した構成になっている。
DETAILED 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, coefficient correction Quantity operation circuit 7,
An apparatus having the same configuration as an acoustic reverberation removing apparatus employing a learning identification method as an adaptive algorithm including a reception signal input register 8, a pseudo impulse response register 9, a product-sum operation circuit 10, and a coefficient block selection circuit 11, The generation circuit 12, the first selection switch 13, the synchronous addition circuit 14, the second selection switch 15, the linear convolution integral operation circuit 16, the observation impulse response register 17, the state selection circuit 18, and the block power evaluation circuit 19 The configuration has been added.

【0013】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が該音響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の係数系列に修正量を加える為の該係
数修正量演算回路7と、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、総ステップ数
M回で係数系列全体が自動的に更新される様に該係数修
正量演算回路7へ各ブロックを順次選択し係数更新動作
を行わせる為の命令を送る該係数ブロック選択回路11
とで構成される音響反響除去装置において、該受話信号
入力端子1より入力された該受話信号と全く無相関な系
列符号を生起し発生する該符号発生回路12と、入力端
子aに入力する該受話信号か入力端子bに入力する該系
列符号かの一方を該受話信号出力端子2より出力させる
該第1の選択スイッチ13と、 該音響反響経路を介し
て該送話信号入力端子4より入力された該系列符号のイ
ンパルス応答を算出する該同期加算回路14と、該第1
の選択スイッチ13に同期し、出力端子aと出力端子b
とを切り替える該第2の選択スイッチ15と、該同期加
算回路14の出力と該系列符号の畳み込み積分演算を行
い音響反響経路のインパルス応答を算出する該直線状畳
み込み積分演算回路16と、該直線状畳み込み積分演算
回路16の出力であるインパルス応答の観測係数系列を
格納する該観測インパルス応答レジスタ17と、該第1
の選択スイッチ13、該第2の選択スイッチ15を同期
制御し、観測され該観測インパルス応答レジスタ17に
格納されたインパルス応答係数系列の排出命令を出す該
状態選択回路18と、該状態選択回路18の命令により
該観測インパルス応答レジスタ17から排出されたイン
パルス応答係数系列を該擬似インパルス応答レジスタ9
の分割ブロックに対応したブロックに分け、各ブロック
の総和電力hpn(n=1、2、・・・、N)を演算
し、その総和電力hpnを隣接するブロック間において
比較する該ブロック電力評価回路19とを具備し、該ブ
ロック電力評価回路19において行われる総和電力hp
nの比較をN=4の場合を例に取って説明すると、 hp1/hp2 = PD1 hp2/hp3 = PD2 (8) hp3/hp4 = PD3 式(8)により算出された各隣接総和電力比PD1、P
D2、PD3は、それぞれに対応して設定した内挿閾値
S1、S2、S3と比較を行う。PD1とS1を比較し
て次の様な条件に照らし合わせる。
The reception signal input terminal 1, the reception signal output terminal 2, the transmission signal input terminal 4, the transmission signal output terminal 6, and the reception signal input from the reception signal input terminal 1 The variable coefficient digital filter 3 to be input, the pseudo impulse response register 9 storing the coefficient series of the variable coefficient digital filter 3, the contents of the pseudo impulse response register 9, and the input signal from the reception signal input terminal 1. The product-sum operation circuit 10 for performing a convolution integral operation with
The subtraction circuit 5 for taking a difference value between the pseudo acoustic reverberation generated by the product-sum operation circuit 10 and the acoustic reverberation input from the transmission signal input terminal 4 and the variable coefficient digital filter 3 are used to calculate the acoustic reverberation. The coefficient correction amount calculation circuit 7 for adding a correction amount to the coefficient sequence of the pseudo impulse response register 9 so as to supply an approximate value, and the coefficient sequence of the pseudo impulse response register 9 are divided into N blocks, The coefficient block selection circuit 11 sends an instruction for sequentially selecting each block and performing a coefficient update operation to the coefficient correction amount calculation circuit 7 so that the entire coefficient sequence is automatically updated with the total number of steps M.
And a code generation circuit 12 for generating and generating a sequence code that is completely uncorrelated with the received signal input from the received signal input terminal 1, and an input to an input terminal a. A first selection switch 13 for outputting one of a received signal and the sequence code input to the input terminal b from the received signal output terminal 2, and an input from the transmitted signal input terminal 4 via the acoustic reverberation path The synchronous addition circuit 14 for calculating an impulse response of the obtained sequence code;
Output terminal a and output terminal b
The second selection switch 15 that switches between the output of the synchronous addition circuit 14 and the sequence code to calculate the impulse response of the acoustic reverberation path by performing convolution integration of the sequence code; An observation impulse response register 17 for storing an observation coefficient sequence of an impulse response which is an output of the convolution integration operation circuit 16;
And the state selection circuit 18 for synchronously controlling the selection switch 13 and the second selection switch 15 and issuing a discharge command of the impulse response coefficient sequence observed and stored in the observation impulse response register 17; The impulse response coefficient sequence discharged from the observation impulse response register 17 by the instruction of
, A block power evaluation circuit for calculating the total power hpn (n = 1, 2,..., N) of each block and comparing the total power hpn between adjacent blocks 19, and the total power hp performed in the block power evaluation circuit 19
The comparison of n will be described by taking the case of N = 4 as an example. hp1 / hp2 = PD1 hp2 / hp3 = PD2 (8) hp3 / hp4 = PD3 Each adjacent total power ratio PD1, calculated by the equation (8), P
D2 and PD3 compare with the interpolation thresholds S1, S2, and S3 set correspondingly. PD1 and S1 are compared and compared under the following conditions.

【0014】条件1:PD1 ≧ S1 条件2:PD1 < S1 条件1を満たした時には“1”とし、条件2を満たした
時には“0”とする。同様にして、PD2とS2、PD
3とS3の各条件照合を行う。この結果発生する“1”
“0”の状態を内挿閾値S1、S2、S3に対応させて
表すと図3の様になる。図3の8通りに合わせて更新頻
度を変化させた分割更新ブロックマッピングを該係数ブ
ロック選択回路11に内挿させればよい。しかし、この
8通りに相当するインパルス応答特性の全てが異なるも
のとはならず、近似され合うものが存在する。ここでは
一例として音場のインパルス応答を次の様な3通りに大
別して分割処理を行う事にする。従って、該係数ブロッ
ク選択回路11には3パターンの分割更新ブロックマッ
ピングが内挿される事になる。
Condition 1: PD1 ≧ S1 Condition 2: PD1 <S1 It is “1” when Condition 1 is satisfied, and is “0” when Condition 2 is satisfied. Similarly, PD2 and S2, PD
3 and S3 are checked. "1" generated as a result
FIG. 3 shows the state of “0” in correspondence with the interpolation thresholds S1, S2, and S3. What is necessary is just to make the coefficient block selection circuit 11 interpolate the divided update block mapping in which the update frequency is changed according to the eight cases in FIG. However, not all of the impulse response characteristics corresponding to these eight types are different from each other, and there are some which are approximated. Here, as an example, the impulse response of the sound field is roughly divided into the following three ways to perform division processing. Accordingly, three patterns of divided update block mapping are interpolated in the coefficient block selection circuit 11.

【0015】 model1:hp1> hp2>hp3>hp4 model2:hp1> hp2=hp3=hp4 model3:hp1=hp2=hp3=hp4 この各ブロック総和電力の関係は、厳密性を持たせたも
のではなく、音場のインパルス応答観測試験等の実測経
験からこのような各状態のインパルス応答が存在すると
して設定すればよい。そして、この関係から内挿閾値S
1、S2、S3を決定する。図3の出力状態に対応させ
るとmodel1は[0、0、0]、model2は
[1、0、0]、model3は[1、1、1]の3通りに
なり、他の5通りはこの3通りのどれかに吸収されるよ
うに設定し、該ブロック電力評価回路19は各mode
lのナンバーを該係数ブロック選択回路11に対して出
力する。
Model1: hp1>hp2>hp3> hp4 model2: hp1> hp2 = hp3 = hp4 model3: hp1 = hp2 = hp3 = hp4 The relationship of each block sum power is not strict, but is a sound. From the actual measurement experience of the field impulse response observation test or the like, it is sufficient to set such that the impulse response of each state exists. Then, from this relationship, the interpolation threshold S
1, S2 and S3 are determined. According to the output state of FIG. 3, model1 is [0, 0, 0], and model2 is
[1, 0, 0] and model3 are set to three types of [1, 1, 1], and the other five types are set so as to be absorbed by any of the three types. Each mode
The number 1 is output to the coefficient block selection circuit 11.

【0016】以上の様に該ブロック電力評価回路19に
よって比較された結果に対応して、該係数修正量演算回
路7の係数修正量演算における各ブロックの更新頻度を
変更し、係数系列の分割更新を行う事を特徴とする音響
反響除去装置。
As described above, in accordance with the result of the comparison by the block power evaluation circuit 19, the update frequency of each block in the coefficient correction amount calculation of the coefficient correction amount calculation circuit 7 is changed to divide and update the coefficient series. Acoustic echo canceller characterized by performing:

【0017】勿論、音場のインパルス応答を観測する手
段として系列符号を用いるのではなく、時間引き伸ばし
パルスによる事も可能である。
Of course, instead of using a sequence code as a means for observing the impulse response of the sound field, it is also possible to use a time stretching pulse.

【0018】図4、図5は、白色雑音を参照信号として
システムを駆動させた時の誤差信号を観測し、その移動
平均電力を示した図である。図4の適切な分割更新ブロ
ックマッピング処理を施した結果に比較して、図5の従
来よりの分割更新処理においては誤差信号の減衰の仕方
が鈍い。この結果からも音場のインパルス応答特性に対
応させた分割更新処理を採用する事の優位性が判る。
FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing the moving average power of an error signal observed when the system is driven using white noise as a reference signal. Compared to the result of performing the appropriate divided / updated block mapping processing in FIG. 4, the method of attenuating the error signal is slower in the conventional divided / updated processing in FIG. From this result, it can be seen that the division update processing corresponding to the impulse response characteristics of the sound field is superior.

【0019】図6は、白色信号を参照信号としてシステ
ムを駆動させた時の音響反響消去特性を示した図であ
る。初期消去段階での立ち上がり速度が従来方式に比較
して、分割更新ブロックマッピング処理を施した方式の
方が2倍近く速い。この結果からもブロックマッピング
を用いた分割更新方式が優れている事が判る。
FIG. 6 is a diagram showing acoustic echo canceling characteristics when the system is driven using a white signal as a reference signal. The rising speed in the initial erasing stage is nearly twice as fast in the method in which the divided update block mapping processing is performed as compared with the conventional method. From this result, it can be seen that the division update method using block mapping is excellent.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上、詳細に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。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects are expected.

【0021】(1)係数修正量更新の分割処理による音
響反響消去特性の収束速度の劣化を補正する事が出来る
ので音響反響除去の高速化を図れる。
(1) Deterioration of the convergence speed of the acoustic reverberation elimination characteristics due to the division process of updating the coefficient correction amount can be corrected, so that the acoustic reverberation can be removed at a higher speed.

【0022】(2)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でき、
コストの低減化が図れる。
(2) Without deteriorating the acoustic echo canceling performance,
Since the amount of internal operation of the adaptive algorithm can be greatly reduced, hardware can be realized with a small configuration,
Cost can be reduced.

【0023】(3)反響径路特性の変動要因は、マイク
ロホン、スピーカに近接した人間や物体の空間的移動で
ある。つまり、インパルス応答の低次のタップの更新頻
度を高くし、大きな内挿修正ループゲインを適応させる
本発明に於いては、音響反響消去特性の立ち上がり速度
が高速な為、反響径路変動に対する追随性が非常に強く
通信回線の定常状態を速やかに作る事が出来る。
(3) The variation factor of the echo path characteristic is a spatial movement of a person or an object near the microphone and the speaker. In other words, in the present invention in which the frequency of updating the low-order taps of the impulse response is increased and a large interpolation correction loop gain is adapted, the rising speed of the acoustic reverberation elimination characteristic is high, so that the follow-up to the reverberation path fluctuation is performed. Is very strong, and a steady state of the communication line can be quickly established.

【0024】(4)通信回線の高品質性を確保しながら
可変係数系列の更新に関わる演算量を半分以下に削減で
きる。
(4) The amount of calculation related to updating the variable coefficient sequence can be reduced to half or less while ensuring high quality of the communication line.

【0025】(5)誤消去による誤差信号の振幅変動が
非常に少ないので準定常状態が保持され、比較的大きな
レベルの残留音響反響が通信回線上に存在しない為に高
速な双方向通信検出が容易に行え、送話音声の頭の部分
が切れるなどの音声劣化が無くなり高音質が確保され
る。
(5) The quasi-stationary state is maintained because the amplitude fluctuation of the error signal due to erroneous erasure is very small, and a high-speed two-way communication detection can be performed because a relatively large level of residual acoustic echo does not exist on the communication line. It is easy to perform, and voice deterioration such as the head of the transmitted voice being cut off is eliminated, and high sound quality is ensured.

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

【図1】本説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 illustrating a configuration example of an acoustic reverberation apparatus according to the present description.

【図2】本説明に用いた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. 2 is a diagram showing an example of an impulse response characteristic of a sound field observed by a sequence code used in the present description.

【図3】本説明に用いた分割更新ブロックマッピングを
決定する為の状態評価組み合わせを示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state evaluation combination for determining a divided update block mapping used in the present description.

【図4】本説明に用いた本発明による白色雑音を参照入
力とした場合の誤差信号移動平均電力推移の一例を示し
た図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of transition of an error signal moving average power when white noise according to the present invention used in the present description is used as a reference input.

【図5】本説明に用いた従来技術による白色雑音を参照
入力とした場合の誤差信号移動平均電力推移の一例を示
した図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a transition of an error signal moving average power when white noise according to the related art used in the present description is used as a reference input.

【図6】本説明に用いた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. 6 is a diagram illustrating an example of acoustic echo cancellation characteristics when white noise used in the present description 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 係数ブロック選択回路 12 符号発生回路 13 第1の選択スイッチ 14 同期加算回路 15 第2の選択スイッチ 16 直線状畳み込み積分演算回路 17 観測インパルス応答レジスタ 18 状態選択回路 19 ブロック電力評価回路 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 block selection circuit 12 code generation circuit 13 first selection switch 14 synchronous addition circuit 15 second selection switch 16 linear convolution integral operation circuit 17 observation impulse response register 18 state selection circuit 19 block power evaluation 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、前記
話信号入力端子から入力されるN個の分割係数ブロック
で処理される擬似インパルス応答レジスタを有する可変
係数デジタルフィルタと、前記受話信号出力端子から音
響反響経路を介して前記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前記可変係数デジタルフィ
ルタで生成された擬似音響反響信号を減算して求められ
る残差信号を最小とするような前記分割係数が逐次更新
される音響反響除去装置において、前記受話信号入力端
子と前記受話信号出力端子または前記送話信号入力端子
前記送話信号出力端子との間に各スイッチ手段を設
け、各スイッチ手段が相手先端末との送受信が切り離さ
れた状態で外部環境の音響反響特性を観測するための符
号を発生する符号発生回路と、その符号が前記受話信号
出力端子から音響反響経路を介して前記送話信号入力端
子に入力され外部環境の音響反響特性を算出する演算手
段と、その演算結果が蓄積される蓄積手段と、所定の時
間経過した後に前記スイッチ手段が相手先端末と接続さ
れたとき、前記蓄積手段の蓄積データにもとづいて各ブ
ロック毎の総和電力を算出する総和電力演算手段と、そ
の隣接する各ブロック間の総和電力値を比較する比較手
段と、前記比較手段によって求められた比較結果と内挿
閾値との大小関係に応じて各分割係数の更新頻度が任意
に設定される更新手段とから構成されたことを特徴とす
る音響反響除去装置。
And 1. A received signal input terminal, and the reception signal output terminal, and a transmission signal input terminal, and the transmission signal output terminal, N pieces of divided coefficients received from said receiving <br/> talk signal input terminal a variable coefficient digital filter having a pseudo impulse response register to be processed by block, the variable coefficient digital acoustic echo component of the received signal input to the reception signal output terminal the transmission signal input terminal via the acoustic echo path from in the acoustic echo removing apparatus said division factor, such as a residual signal obtained by subtracting the pseudo acoustic echo signal generated by the filter to minimize is sequentially updated, the said reception signal input terminal receiving the signal output terminal or the provided each switch means between transmission signal input terminal and the transmission signal output terminal, the external ring in a state in which each switch means is disconnected the transmission and reception with the partner terminal Calculating a code generating circuit for generating a code for observing the acoustic echo characteristics, acoustic echo characteristics of inputted external environment to the transmission signal input terminal via the acoustic echo path the code from the reception signal output terminal calculating means for, a storage means for the operation result is accumulated, when the switch means is connected with the other party terminal after a predetermined time has elapsed, based on the accumulated data of the storage means total power for each block , A comparing means for comparing the total power value between each of its adjacent blocks, and an interpolation of the comparison result obtained by the comparing means.
An acoustic reverberation removing apparatus, comprising: updating means for arbitrarily setting an updating frequency of each division coefficient according to a magnitude relationship with a threshold value .
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