JP4701962B2 - Regression sound removal device - Google Patents
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Description
本発明は、スピーカから放音された音がマイクロホンに回り込んで集音されることにより生じる音響エコーやハウリングを防止する回帰音除去装置、特に適応型フィルタを用いた回帰音除去装置に関するものである。 The present invention relates to a regression sound removing apparatus for preventing acoustic echoes and howling caused by sounds emitted from a speaker being collected around a microphone, and more particularly to a regression sound removing apparatus using an adaptive filter. is there.
従来、音響エコーやハウリングを防止するために適応型フィルタを用いた装置が各種開示されている。 Conventionally, various apparatuses using an adaptive filter for preventing acoustic echo and howling have been disclosed.
特許文献1の反響消去装置は、複数のマイクロホンを備え、各マイクロホンからの伝送経路の伝達関数をエコー除去後のエラー信号により更新設定し、この伝達関数によりFIRフィルタ(適応型フィルタ)のフィルタ係数を設定する。 The echo canceling device of Patent Document 1 includes a plurality of microphones, updates the transfer function of the transmission path from each microphone with the error signal after echo removal, and uses this transfer function to filter coefficients of the FIR filter (adaptive filter) Set.
特許文献2のエコーキャンセラー装置は、複数のマイクロホンを備え、過去に推定した複数の総合擬似反響路特性とこの際の伝達関数とから各伝送経路(反響路)の擬似反響路特性を算出し、この擬似反響路特性と今回の伝達関数とから新たな総合擬似反響路特性を設定する。
しかしながら、特許文献1では、エラー信号を用いて適応型フィルタのフィルタ係数を設定するので、エラー信号が収束するまで適応型フィルタを更新し続ける必要があり、フィルタ係数の設定に時間を要する。また、特許文献2では、前回の総合擬似反響路特性と伝達関数と今回の伝達関数とを用いて行列演算することにより今回の総合擬似反響路特性を算出するので、適応型フィルタの係数設定に際し、煩雑な演算処理が必要になる。
However, in Patent Document 1, since the filter coefficient of the adaptive filter is set using the error signal, it is necessary to continue to update the adaptive filter until the error signal converges, and it takes time to set the filter coefficient. Further, in
特に、近年、複数のスピーカを配列形成してなるスピーカアレイや複数のマイクロホンを配列形成してなるマイクロホンアレイを用いた音響システムでは、これらスピーカアレイやマイクロホンアレイの指向性を制御することで、音響環境が急激に且つ非線形に変化されることが多々ある。このような状況では、前述の各特許文献のように、前回のエラー信号やフィルタ設定内容に基づいて今回のフィルタ係数を設定する方法では、音響環境の変化にフィルタ係数の設定が追随することができず、適応型フィルタが安定動作するまでに長時間を要する。 In particular, in recent years, in an acoustic system using a speaker array in which a plurality of speakers are arrayed or a microphone array in which a plurality of microphones are arrayed, the directivity of these speaker arrays and microphone arrays is controlled to Often the environment changes rapidly and non-linearly. In such a situation, the method of setting the current filter coefficient based on the previous error signal and the content of the filter setting as in the above-mentioned patent documents, the setting of the filter coefficient may follow the change in the acoustic environment. This is not possible, and it takes a long time for the adaptive filter to operate stably.
したがって、この発明の目的は、音響環境が急激に且つ非線形に変化する場合でも、適応型フィルタを短時間で安定動作させて、回帰音を効果的に除去する回帰音除去装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a regression sound removing device that effectively removes the regression sound by stably operating the adaptive filter in a short time even when the acoustic environment changes rapidly and nonlinearly. is there.
この発明の回帰音除去装置は、少なくともスピーカシステムおよびマイクロホンシステムを含み複数の音響環境の1つを実現する音響環境形成手段と回帰音除去手段との双方に音響環境を指示する制御手段と、スピーカシステムに入力させる音声信号に基づいて擬似回帰音信号を生成してマイクロホンシステムより出力される集音信号から擬似回帰音信号を減算する回帰音除去手段と、を備える。そして、回帰音除去手段は、複数の音響環境のそれぞれに準じて設定された複数の適応型フィルタ用パラメータを記憶する記憶手段と、制御手段から音響環境指示が行われると該音響環境指示に基づいて記憶手段から該当するパラメータを読み出し、該読み出したパラメータを用いて擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいてパラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成する適応型フィルタと、を備えたことを特徴としている。 A regression sound removing apparatus according to the present invention includes at least a speaker system and a microphone system, a control means for instructing an acoustic environment to both an acoustic environment forming means for realizing one of a plurality of acoustic environments and a regression sound removing means, and a speaker. Regression sound removal means for generating a pseudo-regression sound signal based on an audio signal input to the system and subtracting the pseudo-regression sound signal from a sound collection signal output from the microphone system. The regression sound removing means stores a plurality of adaptive filter parameters set in accordance with each of the plurality of acoustic environments, and based on the acoustic environment instructions when the acoustic environment instructions are given from the control means. The corresponding parameter is read from the storage means, a pseudo regression signal is generated using the read parameter, and the parameter is updated based on the result of subtracting the pseudo regression signal at that time from the previous collected sound signal. And an adaptive filter that generates a pseudo-regression sound signal.
この構成では、制御手段により音響環境が指示されると、音響環境形成手段は、スピーカシステムやマイクロホンシステムの指向性を制御して所定の音響環境を形成する。回帰音除去手段の適応型フィルタは、音響環境指示内容に応じたパラメータを記憶手段から読み出し、該パラメータを設定する。そして、適応型フィルタは、設定されたパラメータで音声信号のフィルタ処理を行って擬似回帰音信号を生成する。回帰音除去手段は、この擬似回帰音信号を集音信号から差し引くことで出力信号を得る。このように、音響環境が変更された時点で、適応型フィルタは、記憶手段に予め記憶されている新たに設定された音響環境に準じたパラメータに基づいて擬似回帰音信号を生成する。そして、この音響環境変更後の初期処理の後は、通常の適応型フィルタの動作、すなわち、前回のエラー信号に基づいて最適条件にパラメータを順次更新しながら擬似回帰音信号を生成する動作を繰り返す。 In this configuration, when the acoustic environment is instructed by the control unit, the acoustic environment forming unit controls the directivity of the speaker system or the microphone system to form a predetermined acoustic environment. The adaptive filter of the regression sound removing means reads out a parameter corresponding to the sound environment instruction content from the storage means, and sets the parameter. Then, the adaptive filter performs a filtering process on the audio signal with the set parameters to generate a pseudo regression sound signal. The regression sound removing means obtains an output signal by subtracting the pseudo regression sound signal from the collected sound signal. Thus, at the time when the acoustic environment is changed, the adaptive filter generates a pseudo-regression sound signal based on a parameter in accordance with the newly set acoustic environment stored in advance in the storage unit. After the initial processing after changing the acoustic environment, the operation of the normal adaptive filter, that is, the operation of generating the pseudo regression sound signal while sequentially updating the parameters to the optimum conditions based on the previous error signal is repeated. .
これにより、音響環境が急激で非線形に変化しても、新たな音響環境に適する初期のパラメータを即座に設定でき、短時間で最適なパラメータを得ることができる。 Thereby, even if the acoustic environment changes suddenly and nonlinearly, initial parameters suitable for the new acoustic environment can be set immediately, and the optimum parameters can be obtained in a short time.
また、この発明の回帰音除去装置の適応型フィルタは、新たな音響環境指示を受け付けると、現在用いられているパラメータを記憶手段に更新記憶して、新たな音響環境指示に基づくパラメータを読み出すことを特徴としている。 In addition, when the adaptive filter of the regression sound removing apparatus according to the present invention receives a new acoustic environment instruction, the adaptive filter updates and stores the currently used parameter in the storage unit, and reads the parameter based on the new acoustic environment instruction. It is characterized by.
この構成では、適応型フィルタで最適化されたパラメータが記憶手段にフィードバックされて記憶される。これにより、次に同じ音響環境指示が行われた場合、初期のパラメータ設定内容が、指示された音響環境に対して、より最適なものに近い状態となり、さらに短時間で最適なパラメータを得ることができる。 In this configuration, the parameter optimized by the adaptive filter is fed back to the storage means and stored. As a result, when the same acoustic environment instruction is given next time, the initial parameter setting content becomes closer to the optimum state for the instructed acoustic environment, and the optimum parameters can be obtained in a shorter time. Can do.
また、この発明の回帰音除去装置は、スピーカシステムがスピーカアレイであり、音響環境がスピーカの指向性により設定され、音響環境指示に従ってスピーカアレイの指向性を変更するとともに適応型フィルタのパラメータを切り替えることを特徴としている。 In the regression sound removing apparatus of the present invention, the speaker system is a speaker array, the acoustic environment is set according to the directivity of the speaker, the directivity of the speaker array is changed according to the acoustic environment instruction, and the parameters of the adaptive filter are switched. It is characterized by that.
この構成では、適応型フィルタのパラメータがスピーカアレイの指向性に対応して記憶され、指示されたスピーカアレイの指向性に基づいて、パラメータが読み出されて適応型フィルタに設定される。 In this configuration, the parameters of the adaptive filter are stored corresponding to the directivity of the speaker array, and the parameters are read out and set in the adaptive filter based on the directed directivity of the speaker array.
また、この発明の回帰音除去装置は、マイクロホンシステムがマイクロホンアレイであり、音響環境がマイクロホンの指向性により設定され、音響環境指示に従ってマイクロホンアレイの指向性を変更するとともに適応型フィルタのパラメータを切り替えることを特徴としている。 In the regression removal apparatus of the present invention, the microphone system is a microphone array, the acoustic environment is set according to the directivity of the microphone, the directivity of the microphone array is changed according to the acoustic environment instruction, and the parameters of the adaptive filter are switched. It is characterized by that.
この構成では、適応型フィルタのパラメータがマイクロホンアレイの指向性に対応して記憶され、指示されたマイクロホンアレイの指向性に基づいて、パラメータが読み出されて適応型フィルタに設定される。 In this configuration, the parameters of the adaptive filter are stored in correspondence with the directivity of the microphone array, and the parameters are read out and set in the adaptive filter based on the directed directivity of the microphone array.
また、この発明の回帰音除去装置は、スピーカシステムがスピーカアレイであり、且つマイクロホンシステムがマイクロホンアレイであり、音響環境がスピーカの指向性とマイクロホンの指向性とにより設定され、音響環境指示に従ってスピーカアレイの指向性とマイクロホンアレイの指向性とを変更するとともに適応型フィルタのパラメータを切り替えることを特徴としている。 In the regression sound removing apparatus of the present invention, the speaker system is a speaker array, the microphone system is a microphone array, the acoustic environment is set by the directivity of the speaker and the directivity of the microphone, and the speaker is set according to the acoustic environment instruction. It is characterized by changing the directivity of the array and the directivity of the microphone array and switching the parameters of the adaptive filter.
この構成では、適応型フィルタのパラメータがスピーカアレイとマイクロホンアレイとの指向性に対応して記憶され、指示されたスピーカアレイとマイクロホンアレイとの指向性に基づいて、パラメータが読み出されて適応型フィルタに設定される。 In this configuration, the parameters of the adaptive filter are stored in correspondence with the directivity between the speaker array and the microphone array, and the parameters are read out based on the directivity between the designated speaker array and the microphone array. Set to filter.
この発明によれば、指定された音響環境に適したパラメータが変更初期時に適応型フィルタへ設定されるので、音響環境を急激に且つ非線形に変更する制御を行っても、短時間で適応型フィルタを安定動作させることができる。 According to the present invention, since the parameters suitable for the designated acoustic environment are set in the adaptive filter at the initial stage of the change, the adaptive filter can be obtained in a short time even if control for changing the acoustic environment rapidly and nonlinearly is performed. Can be operated stably.
本発明の第1の実施形態に係る回帰音除去装置について図1〜図3を参照して説明する。本実施形態では回帰音除去装置としてエコーキャンセラを例に説明する。
図1は本実施形態のエコーキャンセラの主要部を示すブロック図である。
図2は図1に示すメモリ13に記憶されるフィルタパラメータの概念図である。
図3は本実施形態のエコーキャンセラのエコーキャンセル処理フローを示すフローチャートである。
A regression sound removing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an echo canceller will be described as an example of a regression sound removing device.
FIG. 1 is a block diagram showing the main part of the echo canceller of this embodiment.
FIG. 2 is a conceptual diagram of filter parameters stored in the
FIG. 3 is a flowchart showing an echo cancellation processing flow of the echo canceller of the present embodiment.
本実施形態のエコーキャンセラは、エコーキャンセル部1、スピーカユニット3、マイクロホンユニット4、集音指向性制御部5、制御部7、操作入力部8を備える。
The echo canceller according to the present embodiment includes an echo cancel unit 1, a speaker unit 3, a microphone unit 4, a sound collection
制御部7は、エコーキャンセラ全体の制御を行うとともに、操作入力部8により受け付けられた音響環境設定に基づいて、音響環境指示データを集音指向性制御部5、およびエコーキャンセル部1の適応型フィルタ11に与える。操作入力部8は複数のボタン等の操作子を備え、ユーザからの各種設定入力を受け付けて、制御部7に与える。
The
スピーカユニット3は単体のスピーカからなり、受信音声信号を変換して放音する。マイクロホンユニット4は、複数のマイクロホンが配列形成されたマイクロホンアレイからなり、各マイクロホンで通話者の通話音を含む外部音を集音して、集音指向性制御部5に出力する。
The speaker unit 3 is composed of a single speaker and converts a received audio signal to emit sound. The microphone unit 4 includes a microphone array in which a plurality of microphones are arrayed. The microphone unit 4 collects external sounds including a caller's call sound with each microphone and outputs the collected sound to the sound collection
集音指向性制御部5は、制御部7から与えられる音響環境指示データに基づき、マイクロホンアレイの各マイクロホンからの出力信号を遅延加算して、所定方向に集音指向性を有する集音信号を生成する。
The sound collection
エコーキャンセル部1は、適応型フィルタ11、加算器(引算器)12、メモリ13を備える。適応型フィルタ11はFIRフィルタを備え、このFIRフィルタの遅延係数やフィルタ係数を所定値に設定することで、音声信号入力端子2から入力される受信音声信号に対するインパルス応答を用いて擬似エコー(回帰音)信号を生成する。加算器12は、集音指向性制御部5より入力される集音信号から擬似エコー信号を減算して出力する。この出力信号はエラー信号および送信音声信号となり、送信音声信号は音声信号出力端子6を介して相手側に送信され、エラー信号は適応型フィルタ11に帰還される。メモリ13は、図2(A)に示すように、集音指向性毎にフィルタパラメータを予め記憶している。具体的には、フィルタパラメータは、マイクロホンユニット4および集音指向性制御部5により設定される集音指向性毎に設定されており、適応型フィルタ11のFIRフィルタの遅延係数やフィルタ係数により構成される。例えば、図2に示すように、集音指向性がA,B〜Mだけ存在すれば、フィルタパラメータは集音指向性A,B〜Mのそれぞれに対応して、a0,b0〜m0だけ存在する。そして、これらフィルタパラメータa0,b0〜m0毎に詳細な遅延係数やフィルタ係数が設定されている。
The echo cancellation unit 1 includes an
次に、適応型フィルタ11の動作について図3のフローチャートに沿って、具体的に説明する。
Next, the operation of the
ユーザが操作入力部8を操作して音響環境設定を行うと、制御部7は音響環境指示データを生成して適応型フィルタ11に与える。
適応型フィルタ11は、制御部7から音響環境指示データが入力されると(S101)、この音響環境指示データを受け付けて、指示されている集音指向性を識別する(S102)。
When the user operates the
When the acoustic environment instruction data is input from the control unit 7 (S101), the
適応型フィルタ11は、現在FIRフィルタに設定されている各遅延係数およびフィルタ係数を読み出し、これらを該当する集音指向性に対応するフィルタパラメータとしてメモリ13に書き込む(S103)。この際、メモリ13には、以前(初期状態または前回の更新による状態)のフィルタパラメータが記憶されているが、適応型フィルタ11は、既に記憶されているフィルタパラメータに対して新たなフィルタパラメータを上書きする。例えば、図2(A)に示すような初期状態では集音指向性Bに対して記憶されているフィルタパラメータはb0であるが、適応型フィルタ11内に集音指向性Bに対するフィルタパラメータb1が存在する場合には、適応型フィルタ11はこのフィルタパラメータb1をフィルタパラメータb0に上書きする。
The
適応型フィルタ11は、自身に設定されていたフィルタパラメータをメモリ13に書き込むと、識別した集音指向性に対応するフィルタパラメータを読み出す(S104)。そして、適応型フィルタ11は、読み出したフィルタパラメータに基づいて、FIRフィルタの遅延係数やフィルタ係数を設定する(S105)。
The
適応型フィルタ11は、この音響環境指示データに基づいて設定された遅延係数およびフィルタ係数(インパルス応答)で、入力される受信音声信号に対して畳み込み演算または乗算処理を行い、擬似エコー信号を生成する(S106)。そして、加算器12は、前述のように集音信号から擬似エコー信号を減算して出力する。
The
このように、音響環境の変化と同時に、メモリ13に記憶されている新たな音響環境に準じたフィルタパラメータを読み出して利用することで、音響環境変更後の初期状態からその音響環境に適したフィルタパラメータが得られるので、適応型フィルタ11のフィルタパラメータを短時間で最適化することができる。これにより、安定したエコーキャンセルを短時間で実現することができる。
In this way, simultaneously with the change of the acoustic environment, the filter parameters according to the new acoustic environment stored in the
適応型フィルタ11は、加算器12の減算処理により生成されるエラー信号を入力して(S107)、既知の学習同定法等を用いてその時点で最適なフィルタパラメータを算出、設定する(S108)。そして、適応型フィルタ11は、音響環境指示データの入力が無ければ、この最適化したフィルタパラメータを用いて擬似エコー信号を生成する(S108→S101→S106)。
The
この擬似エコー信号の生成、エラー信号の入力、最適フィルタパラメータの算出・設定(S106→S107→S108)は通常の適応型フィルタ11の動作であり、音響環境指示データが入力されない限り、連続して実行される。これにより、フィルタパラメータは随時更新され、より真に最適なフィルタパラメータへ漸近していく。
The generation of the pseudo echo signal, the input of the error signal, and the calculation / setting of the optimum filter parameters (S106 → S107 → S108) are the operations of the normal
そして、適応型フィルタ11は音響環境指示データが入力されれば、この現状の音響環境に対して、より最適化されたフィルタパラメータをメモリ13に上書き記憶する。このような処理を行うことで、次回に同じ音響環境が設定された場合に、今回の最適化されたフィルタパラメータを利用することができるので、次回にはさらに短時間で適応型フィルタ11の最適化を行うことができる。これにより、さらに短時間で安定したエコーキャンセルを実現することができる。
When the acoustic environment instruction data is input, the
次に、第2の実施形態に係る回帰音除去装置について図4、図5を参照して説明する。本実施形態でも回帰音除去装置としてエコーキャンセラを例に説明する。
図4は本実施形態のエコーキャンセラの主要部を示すブロック図である。
図5は図4に示すメモリ13に記憶されるフィルタパラメータの概念図である。
図4に示すエコーキャンセラは、図1に対して、スピーカユニット3が複数のスピーカを配列形成したスピーカアレイにより構成され、エコーキャンセル部1とスピーカユニット3との間に放音指向性制御部9が挿入されたものである。さらに、図4に示すエコーキャンセラは、制御部7から集音指向性制御部5とともに放音指向性制御部9にも音響環境指示データを与える。
Next, a regression sound removing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an echo canceller will be described as an example of a regression sound removing device.
FIG. 4 is a block diagram showing the main part of the echo canceller of this embodiment.
FIG. 5 is a conceptual diagram of filter parameters stored in the
The echo canceller shown in FIG. 4 is configured by a speaker array in which the speaker unit 3 is formed by arranging a plurality of speakers as compared with FIG. 1, and the sound emission
このようなエコーキャンセラでは、音響環境設定が入力されると、制御部7は、音響環境指示データを放音指向性制御部9および集音指向性制御部5に与える。放音指向性制御部9は、音響環境指示データに基づき、スピーカアレイの各スピーカに出力する音声信号の遅延制御を行い、スピーカユニット3から放音される音の指向性を制御する。集音指向性制御部5は、マイクロホンアレイの各マイクロホンからの出力信号を遅延制御して、所定方向に集音指向性を有する集音信号を生成する。このように、スピーカユニット3をスピーカアレイで構成し、マイクロホンユニット4をマイクロホンアレイで構成し、放音指向性制御部9、集音指向性制御部5を備えることで、より多彩な音響環境を実現することができる。
In such an echo canceller, when the acoustic environment setting is input, the
メモリ13は、図5に示すように、集音指向性と放音指向性の組み合わせ毎にフィルタパラメータが記憶されている。例えば、集音指向性がA,B〜Mだけ存在し、放音指向性がα,β〜ρだけ存在すると、それぞれの組み合わせに対応して、Aα0〜Aρ0,Bα0〜Bρ0,・・・・,Mα0〜Mρ0のフィルタパラメータが設定・記憶されている。
As shown in FIG. 5, the
適応型フィルタ11は、制御部7から音響環境指示データが入力されると、この音響環境指示データを解析して、該当する集音指向性と放音指向性との組み合わせを検出する。そして、適応型フィルタ11は、対応するフィルタパラメータを読み出し、FIRフィルタの遅延係数およびフィルタ係数を設定する。
なお、適応型フィルタ11の他の動作処理は、第1の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
When the acoustic environment instruction data is input from the
Since other operation processes of the
このように、放音指向性と集音指向性との両方を設定可能な音響環境、すなわち、第1の実施形態よりも多種に設定可能な音響環境であっても、メモリに記憶されているフィルタパラメータを読み出して設定すればよいので、設定された音響環境に応じて短時間で適応型フィルタを最適化して、安定なエコーキャンセルを実現することができる。 As described above, even an acoustic environment in which both the sound emission directivity and the sound collection directivity can be set, that is, an acoustic environment in which various settings can be set as compared with the first embodiment, is stored in the memory. Since the filter parameters need only be read and set, the adaptive filter can be optimized in a short time according to the set acoustic environment, and stable echo cancellation can be realized.
特に、本実施形態のように音響環境が多種に亘る場合には、本発明の構成を用いることで、従来よりも短時間で安定なエコーキャンセルを効果的に実現することができる。 In particular, when there are a wide variety of acoustic environments as in the present embodiment, by using the configuration of the present invention, stable echo cancellation can be effectively realized in a shorter time than in the past.
次に、第3の実施形態に係る回帰音除去装置について図6を参照して説明する。本実施形態は、第2の実施形態に示した装置のフィルタパラメータ記憶、設定方法が異なるものであり、他の構成は同じである。したがって、構成の同じ部分については説明を省略する。
図6は本実施形態のエコーキャンセラのメモリに記憶されているフィルタパラメータの概念図である。
本実施形態のエコーキャンセラは、使用することが予め判別している集音指向性と放音指向性との組み合わせについてのみ、フィルタパラメータを予め設定しておき、メモリ13に記憶しておく(図6(A)参照。)。
Next, a regression sound removing apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different in the filter parameter storage and setting method of the apparatus shown in the second embodiment, and the other configurations are the same. Therefore, the description of the same part of the configuration is omitted.
FIG. 6 is a conceptual diagram of filter parameters stored in the memory of the echo canceller of this embodiment.
In the echo canceller of this embodiment, filter parameters are set in advance and stored in the
そして、エコーキャンセラは、記憶しておいた集音指向性と放音指向性との組み合わせ(音響環境設定)が指示されると、この組み合わせに対応するフィルタパラメータを読み出して、適応型フィルタ11に設定する。
The echo canceller reads the filter parameter corresponding to this combination when the stored combination of the sound collection directivity and the sound emission directivity (acoustic environment setting) is instructed, and sends it to the
このような構成を用いることで、メモリ13に記憶しておく、集音指向性・放音指向性の組み合わせとフィルタパラメータとの組数を可能な限り少なくすることができ、メモリリソースを節約することができる。なお、このようなフィルタパラメータの記憶・設定方法でも、前述のようなフィルタパラメータの更新記憶が実行可能である。
By using such a configuration, the number of combinations of sound collection directivity / sound emission directivity and filter parameters stored in the
ところで、このようなフィルタパラメータの設定を行う場合、予め設定・記憶されていない集音指向性・放音指向性の組み合わせがユーザから指示される場合がある。この場合、エコーキャンセラは、適応型フィルタ11のフィルタパラメータを次のいずれかの方法で設定すればよい。
By the way, when setting such filter parameters, a user may instruct a combination of sound collection directivity and sound emission directivity that has not been previously set and stored. In this case, the echo canceller may set the filter parameter of the
(1)集音指向性・放音指向性の組み合わせ内容に関係ない汎用のフィルタパラメータを記憶しておく。
(2)ユーザから音響環境設定される前のフィルタパラメータを継続して利用する。
(3)指示された集音指向性・放音指向性の組み合わせに対して、既に記憶されている集音指向性・放音指向性の組み合わせから類似する組み合わせを検出して、この類似の集音指向性・放音指向性の組み合わせに対応するフィルタパラメータを利用する。例えば、各集音指向性や各放音指向性をそれぞれの指向性の特徴に基づいてID化しておき、ユーザにより新たに設定されて検出された各指向性の特徴から類似するIDを選択することにより実現する。
(1) General-purpose filter parameters that are not related to the combination of the sound collection directivity and sound output directivity are stored.
(2) The filter parameters before the acoustic environment is set by the user are continuously used.
(3) A similar combination is detected from the already stored combinations of the sound collection directivity and sound emission directivity with respect to the designated combination of sound collection directivity and sound output directivity. A filter parameter corresponding to a combination of sound directivity and sound directivity is used. For example, each sound collection directivity and each sound emission directivity are converted into IDs based on the respective directivity features, and similar IDs are selected from the directivity features newly set and detected by the user. This is realized.
さらに、本実施形態のエコーキャンセラは、次に示すフィルタパラメータの学習機能を備えてもよい。
エコーキャンセラは、記憶されていない集音指向性・放音指向性の組み合わせが指示されると、この集音指向性・放音指向性の組み合わせに対するフィルタパラメータを記憶する領域をメモリ13に確保する(図6(B)参照。)。
Furthermore, the echo canceller of the present embodiment may be provided with the following filter parameter learning function.
When the echo canceller is instructed to store a combination of sound collection directivity and sound emission directivity that is not stored, the echo canceller secures an area in the
この後、適応型フィルタ11は前述の実施形態のように動作してフィルタ係数が更新されていく。そして、ユーザから異なる音響環境が設定されると、適応型フィルタ11は自身に設定されている最新のフィルタパラメータをメモリ13の対応する領域(前述の新たに確保した領域)に記憶する(図6(C)参照。)。
Thereafter, the
このような構成とすることで、追加された集音指向性・放音指向性の組み合わせとフィルタパラメータとが記憶され、この追加された集音指向性・放音指向性の組み合わせが再び指示された場合に、短時間で最適なフィルタ係数を得ることができる。 With this configuration, the added combination of sound collection directivity / sound emission directivity and filter parameters are stored, and the added combination of sound collection directivity / sound release directivity is instructed again. In this case, an optimum filter coefficient can be obtained in a short time.
また、新たなフィルタパラメータの記憶方法としては、新たなフィルタパラメータに対応する領域をメモリ13に確保する場合に、例えば、最も利用回数の少ないまたは最も利用時間が短い集音指向性・放音指向性の組み合わせとフィルタパラメータとの組を消去する方法もある。この場合、メモリ13には、集音指向性・放音指向性の組み合わせおよびフィルタパラメータとともに、利用回数や利用時間が積算して記憶されている。適応型フィルタ11はこの利用回数や利用時間を読み出し、集音指向性・放音指向性の組み合わせとフィルタパラメータとの組を順序づけして、最下位の組を消去する。そして、この処理により形成された領域に、新たな集音指向性・放音指向性の組み合わせとフィルタパラメータとの組を記憶する。
As a new filter parameter storage method, for example, when an area corresponding to a new filter parameter is secured in the
このような構成では、メモリリソースを節約するとともに、使用されやすいフィルタパラメータが記憶されているので、限られたメモリで利用勝手のよいエコーキャンセラを実現することができる。 With such a configuration, memory resources are saved and filter parameters that are easy to use are stored. Therefore, an echo canceller that is easy to use can be realized with a limited memory.
なお、前述の各実施形態では、受信音声信号の伝送ラインが1本の場合を示したが、図7に示すように、放音側に複数の伝送ライン(3本)が存在する場合でも、前述の構成を適用し、前述の効果を奏することができる。 In each of the above-described embodiments, the case where there is one transmission line of the received audio signal is shown. However, as shown in FIG. 7, even when there are a plurality of transmission lines (three lines) on the sound emission side, By applying the above-described configuration, the above-described effects can be achieved.
図7は他の構成のエコーキャンセラの主要部を示すブロック図である。
図7に示すエコーキャンセラは、受信音声信号の伝送ラインが3本であり、放音指向性制御部9で、各受信音声信号の遅延制御や振幅制御を行うことにより、例えばスピーカアレイにより構成されるスピーカシステム3で複数の仮想点音源を実現するものである。また、図7に示すエコーキャンセラは、マイクロホンユニット4が単体のマイクロホンのみからなり、集音指向性制御部5を省略したものである。
FIG. 7 is a block diagram showing a main part of an echo canceller having another configuration.
The echo canceller shown in FIG. 7 has three transmission lines for received voice signals, and is configured by a speaker array, for example, by performing delay control and amplitude control of each received voice signal by the sound emission
このような構成の場合、適応型フィルタ11には、各チャンネルにそれぞれ対応する3つの機能部を備えられており、それぞれの機能部で各チャンネルの受信音声信号毎に擬似エコー信号を生成する。この際、メモリ13は、各受信音声信号に対応して、放音指向性毎にフィルタパラメータが記憶・設定されている。
In the case of such a configuration, the
なお、マイクロホンユニット4をマイクロホンアレイで構成し、集音指向性制御部を設けることも可能であり、この場合は、各受信音声信号に対して、放音指向性と集音指向性との組み合わせ毎にフィルタパラメータが記憶・設定される。 Note that the microphone unit 4 may be configured by a microphone array and a sound collection directivity control unit may be provided. In this case, a combination of sound emission directivity and sound collection directivity for each received sound signal. A filter parameter is stored and set for each time.
また、図7に示す例では、複数の仮想点音源を実現する場合を示したが、現実に複数のスピーカを設置して放音する場合でも、本発明の構成を適用することができる。さらには、スピーカユニットやマイクロホンユニットのみではなく音響空間(部屋の大きさ、形状等)が可変なものであれば、これらをも含んでフィルタパラメータを設定することで、前述の構成を適用することができる。 In the example shown in FIG. 7, a case where a plurality of virtual point sound sources is realized is shown, but the configuration of the present invention can also be applied to a case where a plurality of speakers are actually installed to emit sound. Furthermore, if the acoustic space (room size, shape, etc.) is variable as well as the speaker unit and microphone unit, the above configuration can be applied by setting the filter parameters including these. Can do.
また、前述の説明では、スピーカアレイの放音指向性やマイクアレイの集音指向性に応じて適応型フィルタの係数を切り替えるものであったが、本発明の各実施形態はアレイによる指向性制御に限るものではない。例えば、1つのスピーカユニット、マイクユニットであっても、その設置方向を制御・検出できるものであれば、本発明は適用可能である。 In the above description, the coefficients of the adaptive filter are switched in accordance with the sound emission directivity of the speaker array and the sound collection directivity of the microphone array. However, each embodiment of the present invention controls directivity by the array. It is not limited to. For example, the present invention can be applied to a single speaker unit and microphone unit as long as the installation direction can be controlled and detected.
また、前述の説明では、エコーキャンセラについて説明したが、スピーカから放音される音がマイクロホンに回り込んで(回帰して)集音される装置であれば、本発明の構成を適用して、前述の効果を奏することができる。この一例としては、ハウリングキャンセラ等がある。 In the above description, the echo canceller has been described. However, if the sound emitted from the speaker is collected around the microphone (returned), the configuration of the present invention is applied. The effects described above can be achieved. An example of this is a howling canceller.
また、前述の説明では、適応型フィルタ11で最適化したフィルタパラメータをメモリ13に上書きする例を示したが、この処理を行わず、音響環境指示データを受け付ける毎にメモリ13にプリセットされたフィルタパラメータを毎回利用するようにしてもよい。
In the above description, the filter parameter optimized by the
1−エコーキャンセラ、11−適応型フィルタ、12−加算器、13−メモリ、2−音声信号入力端子、3−スピーカユニット、4−マイクロホンユニット、5−集音指向性制御部、6−音声信号出力端子、7−制御部、8−操作入力部、9−放音指向性制御部 1-echo canceller, 11-adaptive filter, 12-adder, 13-memory, 2-audio signal input terminal, 3-speaker unit, 4-microphone unit, 5-sound collection directivity control unit, 6-audio signal Output terminal, 7-control unit, 8-operation input unit, 9-sound emission directivity control unit
Claims (4)
マイクと、
前記スピーカアレイの指向性を設定する指向性設定手段と、
前記スピーカアレイに入力させる音声信号に基づいて擬似回帰音信号を生成する適応型フィルタと、
前記マイクより出力される集音信号から前記擬似回帰音信号を減算する回帰音除去手段と、
前記指向性の設定と、前記適応型フィルタのパラメータと、を対応づけて記憶する記憶手段と、
前記指向性の設定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段で受け付けた指向性の設定に基づいて、前記指向性設定手段および前記適応型フィルタに指向性の設定指示を行う制御手段と、を備え、
前記適応型フィルタは、前記制御手段から指示された指向性の設定に対応するパラメータを前記記憶手段から読み出し、該読み出したパラメータを用いて前記擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいて前記パラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成し、
前記記憶手段に記憶されていない指向性の設定の指示を受け付けた場合において、所定のパラメータを用いて前記擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいて前記パラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成し、その後新たな指向性の設定の指示を受け付けると、当該記憶されていない指向性の設定、およびその時点で用いられているパラメータを前記記憶手段に追加記憶する回帰音除去装置。 A speaker array comprising a plurality of speakers;
With a microphone,
Directivity setting means for setting the directivity of the speaker array;
An adaptive filter that generates a pseudo-regression sound signal based on an audio signal input to the speaker array;
Regression sound removal means for subtracting the pseudo-regression sound signal from the sound collection signal output from the microphone;
Storage means for storing the directivity setting and the adaptive filter parameter in association with each other;
Accepting means for accepting the setting of the directivity;
Based on the directivity setting accepted by the accepting means, the directivity setting means and a control means for instructing the adaptive filter to set directivity,
The adaptive filter reads a parameter corresponding to the setting of directivity instructed from the control unit from the storage unit, generates the pseudo regression sound signal using the read parameter, and then continues the previous sound collection signal. Generating a pseudo regression sound signal while updating the parameter based on the result of subtracting the pseudo regression sound signal at that time from
When an instruction for setting directivity not stored in the storage means is received, the pseudo-regressive sound signal is generated using predetermined parameters, and the pseudo-regressive sound signal at that time is continuously generated from the previous sound collection signal. When the pseudo-regressive sound signal is generated while the parameter is updated based on the subtraction result, and then an instruction for setting a new directivity is received, the undirected directivity setting and the time point used at that time are used. A recurring sound removal apparatus that additionally stores the stored parameters in the storage means.
スピーカと、
前記マイクアレイの指向性を設定する指向性設定手段と、
前記スピーカに入力させる音声信号に基づいて擬似回帰音信号を生成する適応型フィルタと、
前記マイクアレイより出力される集音信号から前記擬似回帰音信号を減算する回帰音除去手段と、
前記指向性の設定と、前記適応型フィルタのパラメータと、を対応づけて記憶する記憶手段と、
前記指向性の設定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段で受け付けた指向性の設定に基づいて、前記指向性設定手段および前記適応型フィルタに指向性の設定指示を行う制御手段と、を備え、
前記適応型フィルタは、前記制御手段から指示された指向性の設定に対応するパラメータを前記記憶手段から読み出し、該読み出したパラメータを用いて前記擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいて前記パラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成し、
前記記憶手段に記憶されていない指向性の設定の指示を受け付けた場合において、所定のパラメータを用いて前記擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいて前記パラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成し、その後新たな指向性の設定の指示を受け付けると、当該記憶されていない指向性の設定、およびその時点で用いられているパラメータを前記記憶手段に追加記憶する回帰音除去装置。 A microphone array consisting of multiple microphones;
Speakers,
Directivity setting means for setting the directivity of the microphone array;
An adaptive filter that generates a pseudo-regression sound signal based on an audio signal input to the speaker;
Regression sound removal means for subtracting the pseudo-regression sound signal from the sound collection signal output from the microphone array;
Storage means for storing the directivity setting and the adaptive filter parameter in association with each other;
Accepting means for accepting the setting of the directivity;
Based on the directivity setting accepted by the accepting means, the directivity setting means and a control means for instructing the adaptive filter to set directivity,
The adaptive filter reads a parameter corresponding to the setting of directivity instructed from the control unit from the storage unit, generates the pseudo regression sound signal using the read parameter, and then continues the previous sound collection signal. Generating a pseudo regression sound signal while updating the parameter based on the result of subtracting the pseudo regression sound signal at that time from
When an instruction for setting directivity not stored in the storage means is received, the pseudo-regressive sound signal is generated using predetermined parameters, and the pseudo-regressive sound signal at that time is continuously generated from the previous sound collection signal. When the pseudo-regressive sound signal is generated while the parameter is updated based on the subtraction result, and then an instruction for setting a new directivity is received, the undirected directivity setting and the time point used at that time are used. A recurring sound removal apparatus that additionally stores the stored parameters in the storage means.
複数のマイクからなるマイクアレイと、
前記スピーカアレイおよびマイクアレイの指向性を設定する指向性設定手段と、
前記スピーカアレイに入力させる音声信号に基づいて擬似回帰音信号を生成する適応型フィルタと、
前記マイクアレイより出力される集音信号から前記擬似回帰音信号を減算する回帰音除去手段と、
前記指向性の設定と、前記適応型フィルタのパラメータと、を対応づけて記憶する記憶手段と、
前記指向性の設定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段で受け付けた指向性の設定に基づいて、前記指向性設定手段および前記適応型フィルタに指向性の設定指示を行う制御手段と、を備え、
前記適応型フィルタは、前記制御手段から指示された指向性の設定に対応するパラメータを前記記憶手段から読み出し、該読み出したパラメータを用いて前記擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいて前記パラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成し、
前記記憶手段に記憶されていない指向性の設定の指示を受け付けた場合において、所定のパラメータを用いて前記擬似回帰音信号を生成し、引き続き前回の集音信号からその時点の擬似回帰音信号を減算した結果に基づいて前記パラメータを更新しながら擬似回帰音信号を生成し、その後新たな指向性の設定の指示を受け付けると、当該記憶されていない指向性の設定、およびその時点で用いられているパラメータを前記記憶手段に追加記憶する回帰音除去装置。 A speaker array comprising a plurality of speakers;
A microphone array consisting of multiple microphones;
Directivity setting means for setting directivity of the speaker array and the microphone array;
An adaptive filter that generates a pseudo-regression sound signal based on an audio signal input to the speaker array;
Regression sound removal means for subtracting the pseudo-regression sound signal from the sound collection signal output from the microphone array;
Storage means for storing the directivity setting and the adaptive filter parameter in association with each other;
Accepting means for accepting the setting of the directivity;
Based on the directivity setting accepted by the accepting means, the directivity setting means and a control means for instructing the adaptive filter to set directivity,
The adaptive filter reads a parameter corresponding to the setting of directivity instructed from the control unit from the storage unit, generates the pseudo regression sound signal using the read parameter, and then continues the previous sound collection signal. Generating a pseudo regression sound signal while updating the parameter based on the result of subtracting the pseudo regression sound signal at that time from
When an instruction for setting directivity not stored in the storage means is received, the pseudo-regressive sound signal is generated using predetermined parameters, and the pseudo-regressive sound signal at that time is continuously generated from the previous sound collection signal. When the pseudo-regressive sound signal is generated while the parameter is updated based on the subtraction result, and then an instruction for setting a new directivity is received, the undirected directivity setting and the time point used at that time are used. A recurring sound removal apparatus that additionally stores the stored parameters in the storage means.
前記指向性設定手段は、前記チャンネル毎に指向性を設定し、
前記適応型フィルタおよび前記回帰音除去手段は、前記チャンネルの数設けられ、
前記記憶手段は、前記チャンネル毎に前記指向性の設定およびパラメータを対応づけて記憶する請求項1または3に記載の回帰音除去装置。 A plurality of channels of audio signals are input to the speaker array,
The directivity setting means sets directivity for each channel,
The adaptive filter and the regression sound removing means are provided for the number of the channels,
The regression sound removal apparatus according to claim 1 or 3, wherein the storage unit stores the directivity setting and parameters in association with each channel.
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