JP4159967B2 - 多チャネル音響エコー消去方法及び装置 - Google Patents
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Description
M(≧2)個のスピーカとN(≧1)個のマイクロホンと音響エコー消去装置から構成される通信会議システムは、M個のスピーカと1個のマイクロホンと音響エコー消去装置からなる図1の音響系N個からなる。各音響系ではマイクロホンごとに図1の音響エコー消去装置により音響エコーの消去を行う。
各受話端子11〜1Mからの受話信号u1(k)〜uM(k)は各スピーカ21〜2Mで音響信号として再生され、各M個の音響エコー経路を経てマイクロホン3に回り込む。受話側のMチャネル端子11〜1Mと送話端子4の間にMチャネルエコーキャンセル部5を接続して音響エコーを消去する。
ところで、入力信号のチャネル間の相互相関が一定で大きい場合には入出力信号の関係y(k)=wT(k)u(k)(w,u:ベクトル)を満たすw(k)が複数存在することが知られている。このため適応アルゴリズムで推定されたインパルス応答が対応する音響エコー経路のインパルス応答と一致するとは限らない。このようなエコー伝達特性の誤推定を防ぐために図3に示すような相関変動処理部61〜6Mを設けて、チャネル毎に受話信号を乱数で振幅変調した付加信号(相関変動処理信号)と元の受話信号とを加算して相互相関が絶えず変動している再生信号を生成する。付加信号(相関変動処理信号)の相互相関がより効率的に変動するように非線形関数g[]で処理して元の受話信号に付加する方法も提案されている。生成された再生信号を各スピーカ21〜2Mから再生すると同時にMチャネルエコーキャンセル部5への入力信号とする。予測エコー信号生成部51はスピーカから再生する信号を予測エコー経路に入力して予測エコー信号を生成し、M個のスピーカ2からマイクロホン3に回り込まれた音響エコー信号を収音し、減算器52は、音響エコー信号から予測エコー信号を差し引いて音響エコーの消去を行い、エコー経路推定部53は音響エコー信号と予測エコー信号の差(残留信号,誤差信号)、及びMチャネル再生信号から修正ベクトルを求め、その修正ベクトルを用いて予測エコー経路のインパルス応答を逐次修正する。(特許文献1 参照))
受話信号に適用する相関変動処理方法の1つとして、各チャネル受話信号に異なる時変関数を乗算してゲインを絶えず変動させる方法が提案されている(特許文献2 参照)。その具体的な方法として(非特許文献1)では、kを離散時間、uj(k)を第jチャネルの受話信号として、相関変動用に次の関数gj[]が紹介されている。
gj[uj(k)]=αrand(k)uj(k)
ただし、α=0.05に設定し、rand(k)は、−1から1の間で乱数を生成する関数である。
スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、
Mチャネル受話信号と、Mチャネル受話信号に信号乗算処理により相関変動処理を施したMチャネル相関変動処理信号を加算して再生信号を生成し、スピーカから再生し、
スピーカから再生する信号をM×N個の予測エコー経路に入力してN個の予測エコー信号を生成し、
M個のスピーカから各マイクロホンに回り込まれた音響エコーを収音し、
音響エコー信号から予測エコー信号を差し引くことで音響エコー消去を行い、
音響エコー信号と予測エコー信号の差、Mチャネル再生信号から修正ベクトルを求め、
その修正ベクトルを用いて予測エコー経路のインパルス応答を逐次修正する、
という多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去方法において、
各チャネルの受話信号のゼロクロス点すなわち信号値がゼロを交叉して符号が変わった点を検出して、ゼロクロス点ごとに受話信号に乗算するゲインを更新する方法を提案する。
本発明を、図3の受話信号に付加信号(相関変動処理信号)を加えたMスピーカ、1マイクロホン音響系の音響エコー消去装置に適用する場合の実施例について説明する。
相関変動処理部6の詳細を図4に示す。
第jチャネルに接続された相関変動処理部6内では、受話信号をゼロクロス点検出部61に入力する。ゼロクロス点が検出されると、次のゼロクロス点までのゲインがゲイン決定部にて決められ、ゲイン制御部63に設定される。このゲイン制御部63に設定されたゲインが受話信号に乗算され、gj[uj(k)]として出力される。
ゼロクロス点は、kを離散時間、uj(k)を第jチャネル受話信号として、uj(k-1)とuj(k)の符号を比較することで検出できる。入力値の符号を返す関数sgn[・]で表すと、時刻kにおいて、
sgn[uj(k-1)]≠sgn[uj(k)]
が成立したとき、そこがゼロクロス点となる。
また、uj(k-1)・uj(k)<0が成立するか否かを調べることでもゼロクロス点を検出することができる。
ゲイン決定部62では、ゲインAの値を連続的にとっても、離散的にA1〜AQ (ただし、Qは自然数)のように多段階にとってもよい。ゲインAの値を連続的にとった場合、例えば一様乱数を用いて値を確率的に決めることができる。
また、ゲインをA1〜AQのように離散的にとった場合、各ゲインの出現確率は、等確率に設定することも、異なる確率に設定することも可能である。
本発明を図5の別の受話信号に付加信号(相関変動処理信号)を加えたMスピーカ、1マイクロホン音響系の音響エコー消去装置に適用する場合の実施例について説明する。
Mチャネルエコーキャンセル部7は、受話信号uj(k)(j=1,・・・,M)と相関変動処理後の信号gj[uj(k)]が別々に入力され、音響エコー経路の推定に使われる。
相関変動処理の詳細を図4に示す。実施例1と同様に、第jチャネルに接続された相関処理部6j内では受話信号がゼロクロス点検出部61に入力される。ゼロクロス点が検出されると、次のゼロクロス点までのゲインがゲイン決定部にて決められ、ゲイン制御部63に設定される。このゲイン制御部63に設定されたゲインが受話信号に乗算され、g[uj(k)]として出力される。
図5のMチャネル音響エコーキャンセル部7におけるエコー消去方法としては(特許文献1 段落0027:実施例2、図8,図9)に記載の方法を用いることができる。
5・・・Mチャネルエコーキャンセル部、51・・・予測エコー信号生成部(擬似反響信号生成部)、52・・・減算器、53・・・エコー経路推定部(反響路推定部)
6・・・相関変動処理部、61・・・ゼロクロス点検出部、62・・・ゲイン決定部、63・・・ゲイン制御部
Claims (6)
- スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、
(A)Mチャネル受話信号と、Mチャネル受話信号に信号乗算処理により相関変動処理を施したMチャネル相関変動処理信号を加算して再生信号を生成し、スピーカから再生し、
(B)スピーカから再生する信号をM×N個の予測エコー経路に入力してN個の予測エコー信号を生成し、
(C)M個のスピーカから各マイクロホンに回り込まれた音響エコーを収音し、
(D)音響エコー信号から予測エコー信号を差し引くことで音響エコー消去を行い、
(E)音響エコー信号と予測エコー信号の差、Mチャネル再生信号から修正ベクトルを求め、
(F)その修正ベクトルを用いて予測エコー経路のインパルス応答を逐次修正する、
というステップを含む多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去方法において、
ステップ(A)が以下のステップを含む
(A1)各チャネルの受話信号について、受話信号のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点ごとに受話信号に乗算するゲインを更新する、
ことを特徴とする多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去方法。 - スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、
(A)Mチャネル受話信号と、Mチャネル受話信号に信号乗算処理により相関変動処理を施したMチャネル相関変動処理信号を加算して再生信号を生成し、スピーカから再生し、
(B)スピーカから再生する信号をM×N個の予測エコー経路に入力してN個の予測エコー信号を生成し、
(C)M個のスピーカから各マイクロホンに回り込まれた音響エコーを収音し、
(D)音響エコー信号から予測エコー信号を差し引くことで音響エコー消去を行い、
(E)音響エコー信号と予測エコー信号の差、Mチャネル再生信号、Mチャネル相関変動処理信号から修正ベクトルを求め、
(F)その修正ベクトルを用いて予測エコー経路のインパルス応答を逐次修正する、
というステップを含む多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去方法において、
ステップ(A)が以下のステップを含む
(A1)各チャネルの受話信号について、受話信号のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点ごとに受話信号に乗算するゲインを更新する、
ことを特徴とする多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去方法。 - 請求項1または2に記載の音響エコー消去方法において、
ステップ(A1)が以下のステップを含む
(A1−a)ゼロクロス点ごとに、乱数を用いてゲインの更新を行う、
ことを特徴とする音響エコー消去方法。 - スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、
Mチャネル受話信号に信号乗算処理により相関変動処理を施してMチャネル相関変動処理信号を生成する相関変動処理部と、
Mチャネル受話信号とMチャネル相関変動処理信号を加算してMチャネル再生信号を出力する加算器と、
Mチャネル再生信号をスピーカから再生する手段と、
スピーカから再生する信号をM×N個の予測エコー経路に入力してN個の予測エコー信号を生成する予測エコー信号生成部と、
M個のスピーカから各マイクロホンに回り込まれた音響エコーを収音する収音手段と、
音響エコー信号から予測エコー信号を差し引くことで音響エコー消去を行う減算器と、
音響エコー信号と予測エコー信号の差、Mチャネル再生信号から修正ベクトルを求め、その修正ベクトルを用いて予測エコー経路のインパルス応答を逐次修正するエコー経路推定部と、
を備えた多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去装置において、
相関変動処理部は、各チャネルの受話信号について、受話信号のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点ごとに受話信号に乗算するゲインを更新する、
ことを特徴とする多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去装置。 - スピーカM個(Mは2以上の整数)とマイクロホンN個(Nは1以上の整数)が共通の音場に配置され、
Mチャネル受話信号に信号乗算処理により相関変動処理を施してMチャネル相関変動処理信号を生成する相関変動処理部と、
Mチャネル受話信号とMチャネル相関変動処理信号を加算してMチャネル再生信号を出力する加算器と、
Mチャネル再生信号スピーカから再生する手段と、
スピーカから再生する信号をM×N個の予測エコー経路に入力してN個の予測エコー信号を生成する予測エコー信号生成部と、
M個のスピーカから各マイクロホンに回り込まれた音響エコーを収音する手段と、
音響エコー信号から予測エコー信号を差し引くことで音響エコー消去を行う減算器と、
音響エコー信号と予測エコー信号の差、Mチャネル再生信号、Mチャネル相関変動処理信号から修正ベクトルを求め、その修正ベクトルを用いて予測エコー経路のインパルス応答を逐次修正するエコー経路推定部と、
を備えた多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去装置において、
相関変動処理部は、各チャネルの受話信号について、受話信号のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点ごとに受話信号に乗算するゲインを更新する、
ことを特徴とする多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去装置。 - 請求項4または5に記載の多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去装置において、
相関変動処理部は、ゼロクロス点ごとに、乱数を用いてゲインの更新を行う、
ことを特徴とする多チャネル音響通信システムにおける多チャネル音響エコー消去装置。
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