JP3355585B2 - エコーキャンセル方法 - Google Patents

エコーキャンセル方法

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JP3355585B2 JP21394693A JP21394693A JP3355585B2 JP 3355585 B2 JP3355585 B2 JP 3355585B2 JP 21394693 A JP21394693 A JP 21394693A JP 21394693 A JP21394693 A JP 21394693A JP 3355585 B2 JP3355585 B2 JP 3355585B2
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は拡声電話系会議通信
系、2線4線変換系、などにおいて、ハウリングの原
因、聴覚上の障害となる反響信号を消去するエコーキャ
ンセル方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高能率音声符号化、復号化器を備えた拡
声型通信端末装置を図4Aに示す。入力端子11を通じ
て受信された伝送路からの信号は伝送路復号器12でベ
ースバンド信号に復号され、そのベースバンド信号は音
声復号化器13で符号化音声信号が、例えば電話帯域の
音声信号に復号され、更にD/A変換器14でアナログ
信号に変換される。このアナログ音声信号はスピーカ1
5へ供給され、音響信号として放声される。一方マイク
ロホン16で受音された音声信号はA/D変換器17で
ディジタル信号に変換され、消去回路18で反響信号が
消去されて音声符号化器19へ供給され、高能率音声符
号化され、その符号化音声信号は伝送路符号器21で伝
送路上の信号に符号化されて出力端子22より伝送路へ
送信される。スピーカ15から放音された音響信号がマ
イクロホン16で捕捉され、反響信号として送信される
のを防止するため、スピーカ15とマイクロホン16と
を結合する反響路23を模疑した疑似反響路24がスピ
ーカ15の入力側に接続され、スピーカ15への信号が
疑似反響路24に分岐供給され、これを通った出力が消
去回路18へ供給され、マイクロホン16からの信号か
ら差し引かれ、つまり反響信号が打消されるようにされ
る。スピーカ15の入力信号と、消去回路18の出力信
号とがインパルス応答推定部25に入力されて、反響路
23のインパルス応答が推定され、その推定インパルス
応答特性が疑似反響路24に設定され、疑似反響路24
に入力された信号に対しインパルス応答をたたみ込むよ
うにされている。
【0003】同様に4線2線変換系においては、図4B
に図4Aと対応する部分に同一符号を付けて示すよう
に、D/A変換器14の出力側と、A/D変換器17の
入力側とがハイブリッドトランス26の4線側端子に接
続され、ハイブリッドトランス26の2線側端子に2線
式伝送路27が接続される。D/A変換器14の出力信
号がハイブリッドトランス26より漏れてA/D変換器
17側へ達する反響路28が存在し、この反響路28を
通じる反響信号を消去回路18で図6Aの場合と同様に
打消すようにされる。
【0004】また図5に示すように移動無線通信の基地
局29においてはアナログネットワーク31よりのディ
ジタルの音声信号が音声符号化器19で符号化され、更
に伝送路符号器21で符号化されて無線回線で移動端末
機器32へ送信され、移動端末機器32において、基地
局29の信号は伝送路復号器33でベースバンド信号と
され、更に音声復号化器34で音声信号に復号化され、
その音声信号はD/A変換器14でアナログ信号とされ
てスピーカ15へ供給される。マイクロホン16からの
音声信号はA/D変換器17でディジタル信号とされ、
音声符号化器35で高能率符号化され、その符号化出力
は伝送路符号器36で伝送路上の符号信号とされて無線
回線で基地局29へ送信される。基地局29では受信し
た信号を伝送路復号器12でベースバンド信号に復号さ
れ、そのベースバンド信号は音声復号化器13でディジ
タル音声信号に復号化されてアナログネットワーク31
へ送出される。この場合もスピーカ15からマイクロホ
ン16への反響路23が構成され、その反響路23を通
じる反響信号の打消が、基地局29の音声符号化器19
の入力側と音声復号化器13の出力側との間に設けられ
た疑似反響路24、消去回路18、インパルス応答推定
部25により行われる。
【0005】図4A、4B、図5中の音声符号化器、音
声復号化器は、線形予測を用いて高能率で音声信号を符
号化、復号化するもので、例えばCELP(Code
xcited Linear Predictio
n:符号励振線形予測)符号化方式が用いられる。これ
は簡単に述べると図6Aに示すように入力音声信号はL
PC分析部41でLPC分析されてブロックごとにスペ
クトル包絡パラメータが求められ、このパラメータが線
形予測合成フィルタ42にフィルタ係数として設定され
る。励振源43から選択された励振信号が利得部44で
利得が与えられて線形予測合成フィルタ42へ励振信号
として供給される。合成フィルタ42で音声合成された
合成信号の入力音声信号に対する歪が最小になるように
励振源43の励振信号の選択と、利得部44に与える利
得制御とが歪評価部45で行われ、入力音声信号がブロ
ック単位で選択した励振信号(ベクトル)を示すコード
と、設定した利得を示すコードと、スペクトル包絡パラ
メータとが符号化信号として出力される。
【0006】この符号化信号を復号化する復号化器は図
6Bに示すように、スペクトル包絡復号器47でスペク
トル包絡パラメータが取出され、線形予測合成フィルタ
48にフィルタ係数として設定され、また励振源復号器
49により励振信号が選択復号され、その励振信号は利
得部51で復号された利得が与えられて線形予測合成フ
ィルタ48に励振信号として入力され、合成フィルタ4
8から音声信号が復元出力される。
【0007】反響消去に要求される条件は音響エコー
(図4A)と回線エコー(図4B)とで異なるが、反響
消去の原理は共通であるので、以下では音響エコーキャ
ンセル方法について説明する。疑似反響路24のインパ
ルス応答特性は消去回路18の出力の残留エコーをもと
に逐次更新されてゆくが、この更新は相手がしゃべって
いない時に行い、それ以外の時はインパルス応答特性の
更新を凍結する必要がある。このため従来はスピーカ1
5の入力と、マイクロホン16の出力とを監視して、相
手がしゃべっている状態、つまりマイクロホン16の入
力が反響路23からの反響信号以外に相手の音声が入力
されている状態を判定していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし相手の話者の音
量や、スピーカ15とマイクロホン16との位置が変動
すると、相手がしゃべっている状態(ダブルトークの状
態)を正しく判定することができなかった。このため、
インパルス応答の推定が正しく行われず、疑似反響路2
3の特性を乱してしまうことがあった。このようなこと
がないように従来において反響路23のインパルス応答
の推定演算を急速に収束させることができなかった。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明によれば反響路
への信号と、反響路からの信号との両方に対して線形予
測分析してスペクトル包絡パラメータ、ピッチ周期パラ
メータの少なくとも一方を抽出し、これら両抽出パラメ
ータの差を検出し、その差に応じてインパルス応答の推
定速度を適応的に制御する。つまり前記差が十分大きい
場合はインパルス応答の推定処理を中止し、差が十分小
さい場合に推定処理を行う。この際に反響路への信号と
反響路からの信号の各音量も監視し、これも合せてダブ
ルトーク状態か否かの判定をするとよい。
【0010】反響路への信号、反響路からの信号に対
し、線形予測を用いて高能率に符号化、復号化する場合
は、その符号化、復号化に用いているスペクトル包絡パ
ラメータ又はピッチ周期パラメータを前記ダブルトーク
検出に利用する。
【0011】
【実施例】図1に請求項4の発明の実施例を示し、図
4、図6と対応する部分に同一符号を付けてある。この
実施例においては音声復号化器13中のスペクトル包絡
復号器47からの復号した、いわゆる補助情報、即ちス
ペクトル包絡パラメータと、復号したピッチ周期パラメ
ータとパワー(音量)パラメータとを補助情報比較部5
5へ供給する。またA/D変換器17の出力信号を分岐
してLPC分析部56へ供給してスペクトル包絡パラメ
ータと、ピッチ周期パラメータとパワーパラメータとを
求め、これらパラメータを補助情報比較部55へ入力す
る。補助情報比較部55は、両入力の対応するものの差
を検出し、その差に応じてインパルス応答推定部25の
推定速度を適応的に制御する。
【0012】例えば双方の対応するスペクトル包絡の差
(距離)を検出し、これが大きければ、ダブルトーク又
は大きな外乱が発生した状態とみなして、インパルス応
答の推定処理を中止する。スペクトル包絡の差が小さ
く、両ピッチ周期が一致している場合は反響信号が確実
に回り込み、ダブルトークの状態でなく、周囲騒音も小
さいと判断して、インパルス応答の推定速度を上げ、つ
まり、修正ステップサイズを大きくして収斂を速くさせ
る。もし周囲騒音が大きかったり、ダブルトークの可能
性があるような、スペクトル包絡の差やピッチ周期の差
が中間的な状況ではインパルス応答の推定速度を遅くす
る。
【0013】反響路23への信号に対し、反響路23か
らの反響信号はシステムで計算できる遅延と、反響路2
3の遅延とだけ遅れたものとなる。また反響路23から
の反響信号は反響路23への信号に対し、反響路23の
インパルス応答に推定する周波数応答の変形を受けてい
る。従って図2に示すようにスペクトル包絡復号器47
からの復号した補助情報を補正部57を通して補助情報
比較部55へ供給し、補正部57で、補助情報に対し、
前記遅れ分だけ遅延させ、また前記周波数応答の変形と
対応する変形を与える。この遅延量や周波数応答の変形
はインパルス応答推定部25から求めて行う。遅延補正
のみを行ってもよく、同様にスペクトル包絡の周波数応
答変形の補正のみを行ってもよい。周波数応答変形に対
する補正はLPC分析部56からのスペクトル包絡に対
して行ってもよい。この場合は、反響路23での周波数
応答変形を除去するように補正する。
【0014】図5に示したエコー消去系にこの発明を適
用した例を図3に、図1、図5、図6と対応する部分に
同一符号を付けて示す。この実施例では符号化器19中
のLPC分析部41よりのスペクトル包絡パラメータ
と、ピッチ周期パラメータと、パワーパラメータとが補
助情報比較部55へ供給され、音声復号化器13の復号
化音声信号がLPC分析部56へ供給され、そのスペク
トル包絡パラメータと、ピッチ周期パラメータと、パワ
ーパラメータとが補助情報比較部55へ供給される。そ
の他は先の説明と同一である。音声符号化、復号化の回
数が多く、量子化雑音が多くなる点から、符号化器19
の出力を点線で示すように局部復号器58で復号し、そ
のスペクトル包絡パラメータ、ピッチ周期パラメータ、
パワーパラメータを補助情報比較部55へ供給してもよ
い。
【0015】更に図1に点線で示すように復号励振信号
を復号化音声信号の代りに供給してもよい。励振信号は
その周波数特性がほぼ平坦であり、従ってインパルス応
答の推定が比較的短時間に行われる。この場合、復号ス
ペクトル包絡パラメータにより制御されるバンド幅拡大
合成フィルタに励振信号を通して、ゆるやかに白色化さ
れた信号としてインパルス応答推定部25へ供給すると
よい。バンド幅拡大合成フィルタのバンド幅拡大係数は
例えば0.5程度とする。この励振信号をインパルス応
答推定部25へ供給することは他の実施例にも適用でき
る。上述では反響路への信号と、反響路からの信号に対
し、音声符号化、復号化を行う場合にこの発明を適用し
たが、このような符号化、復号化を行わない場合にも、
反響路への信号と、反響路からの信号とについてスペク
トル包絡やピッチ周期の少なくとも一方のパラメータを
抽出して、この発明を適用することができる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ダ
ブルトークを正確に検出することができ、その状態でイ
ンパルス応答推定を中止して、疑似反響路の特性を乱す
おそれがなく、またダブルトークらしい状態も知ること
ができ、この状態でインパルス応答の推定度を遅くし、
正確に反響信号を検出できる状態でインパルス応答の推
定速度を速くすることができる。
【0017】特に線形予測にもとづく音声符号化、復号
化と併用する場合には、ダブルトークの検出処理を、音
声符号化、復号化に用いられているスペクトル包絡やピ
ッチ周期のパラメータをそのまま流用することができ、
演算量の増加は少くて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すブロック図。
【図2】この発明の他の実施例を示すブロック図。
【図3】この発明の更に他の実施例を示すブロック図。
【図4】Aは拡声型通信端末における従来の音響エコー
キャンセラーを示すブロック図、Bは従来の回線エコー
キャンセラーを示すブロック図である。
【図5】遠隔のエコーを消去する従来の構成を示すブロ
ック図。
【図6】Aは音声符号化器19の例を示すブロック図、
Bは音声復号化器13の例を示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 正治 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−18752(JP,A) 特開 平2−238730(JP,A) 特開 平4−342317(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 3/00 - 3/44

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反響路への信号を疑似反響路へ供給して
    インパルス応答をたたみ込み、その疑似反響路の出力を
    上記反響路よりの信号から差し引き、その差し引いた出
    力と上記反響路への信号とから上記反響路のインパルス
    応答を推定し、その推定インパルス応答で上記疑似反響
    路の特性を制御するエコーキャンセル方法において、上記反響路に対する送、受信音声信号に対し、線形予測
    を用いて高能率で符号化、復号化し、その符号化又は復
    号化で使用されているスペクトル包絡パラメータ又はピ
    ッチ周期パラメータ の少なくとも一方を抽出し、 これら両抽出パラメータの差を検出し、 その差に応じて上記インパルス応答の推定速度を適応的
    に制御することを特徴とするエコーキャンセル方法。
  2. 【請求項2】 上記両抽出パラメータの差としてスペク
    トル包絡パラメータの差を求め、上記疑似反響路の特性
    に応じて、上記スペクトル包絡パラメータの一方を補正
    してから上記差を求めることを特徴とする請求項1記載
    のエコーキャンセル方法。
  3. 【請求項3】 上記疑似反響路でのインパルス応答の遅
    延を算出し、その遅延を考慮して上記抽出パラメータの
    差を検出することを特徴とする請求項1記載のエコーキ
    ャンセル方法。
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EP1993320B1 (en) * 2006-03-03 2015-01-07 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Reverberation removal device, reverberation removal method, reverberation removal program, and recording medium

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