JPH07154307A - Acoustic echo removing device - Google Patents
Acoustic echo removing deviceInfo
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- JPH07154307A JPH07154307A JP29937593A JP29937593A JPH07154307A JP H07154307 A JPH07154307 A JP H07154307A JP 29937593 A JP29937593 A JP 29937593A JP 29937593 A JP29937593 A JP 29937593A JP H07154307 A JPH07154307 A JP H07154307A
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Abstract
Description
【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 in a communication line, a room sound field control device, and a high-quality voice communication conference device, and an acoustic echo component in which a signal on a receiving path appears in a transmitting path via an acoustic echo path. The present invention relates to an acoustic echo canceller that removes noise.
【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 Generally, an acoustic echo canceller is used in communication hygiene and long-distance telephone lines using a submarine cable.
It can be roughly classified into one that removes reflection caused by impedance mismatch of the line-to-four-line 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 and a subtraction circuit that generate pseudo-acoustic echo. The basic operation of the acoustic echo canceller will be described below.
【0003】図9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. 9 is a diagram showing the basic structure of an acoustic echo canceller. 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 pseudo acoustic echo. The transmission signal from the transmission signal input terminal 4 and the pseudo-acoustic echo that is the output of the variable coefficient filter 3 are input to the subtraction circuit 5, the acoustic echo 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. The reception signal is input to the reception signal input register 8 in the variable coefficient filter 3, and the sum of products 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 sum of products circuit 10. Sum of products 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 to four-wire converter in the case of a long-distance telephone line, and to a speaker and a microphone in the case of a public telephone 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。Assuming that the signal propagation characteristic of the acoustic echo path is linear and represented by an FIR type digital filter, if the impulse response h (t) and the input received signal x (t) are used, the sampling time interval is Is T, and the acoustic echo y k at time kT is represented by y k = h′x k (1). However, h = [h 1 , h 2 , ..., H N ] '(2) x = [x k-1 , ..., x kn ]'': transposition of the vector.
【0005】一方、 時刻kTにおけるhの推定値をh
sk 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 ek )/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
sk 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 h
If s k , the estimated value ys k of y k is given by ys k = hs k 'x k (3). In the acoustic echo canceller, when there is a voice signal in the reception signal input terminal 1 and there is no voice signal in the transmission signal input terminal 4 and only acoustic echo exists, the echo elimination operation is performed as an adaptive operation state. A learning identification method is generally adopted for this 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, 0 < a α ≦ 1 (5) ek called the residual acoustic echo. Such a calculation operation is processed in the coefficient correction amount calculation circuit 7. The contents of the pseudo impulse response register 9 include the variable coefficient series h.
s k 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, and high-speed acoustic echo removal is possible. However, in actual use, near-end noise and It is necessary to change the setting depending on the line status. At present, the actual determination of the modified loop gain α depends on an empirical rule.
【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 characteristic in the loud sound field is expressed by the FIR type digital filter in this way, several hundreds
~ It becomes a long configuration with several thousand taps, and the amount of calculation related to updating the modification amount of the variable coefficient sequence hsk becomes enormous and it cannot be realized by a small-scale hardware. Therefore, the variable coefficient sequence hsk is divided into several stages. A method of reducing the update calculation amount in one step is adopted. As an example, the case of the simplest two-division processing in the division updating method will be described. When the total number of variable coefficient sequences stored in the pseudo impulse response register 9 is N, the division contents 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 ek )/xk ’xk (6) hs2k+1 = hs2k +α(xk ek )/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せる事が可能とな
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に最大周
期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ことである。Hs1 k : 0 to N / 2 hs2 k : (N / 2) +1 to N The update algorithm applies the above-mentioned division range to formula (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) things can be, M is 2, that is, an adaptive algorithm to update the entire variable coefficient series hs k in two steps. Therefore, the calculation amount in one step can be reduced to 1/2, and of course, if the division number N is increased, the calculation amount can be reduced to 1 / N in proportion to the increase. However, although the amount of calculation can be reduced, the convergence time for eliminating a certain amount of acoustic reverberation becomes long. In order to improve the convergence time, each divided block is not updated in order, but each block is weighted to change the update frequency. As a result, the number of steps M for updating the entire coefficient series
However, it is possible to significantly improve the convergence speed. The impulse response characteristic of the sound field is used to weight each divided block. FIG. 2 shows an example of impulse response characteristics of the sound field observed using the maximum period sequence code. It can be seen that the characteristic exhibits a damping characteristic. By utilizing this characteristic, the convergence speed can be improved by preferentially performing the update process in 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】係数修正量更新に更新
頻度の異なる分割更新方式を用いた場合、分割された各
ブロック間の更新頻度が大きく違うと、低い重み付けの
ブロックはなかなか更新されない事になる。この時大き
な修正ループゲインで更新頻度の低いブロックが更新さ
れると、大きな入出力誤差を一気に補正しようとしてし
まい、逆に大きな修正誤差を発生させてしまう。又、図
2からも判るように音響反響遅延時間の大きな部分の係
数は極めて小さい、そして、この部分に相当する分割ブ
ロックの更新頻度はかなり低い、従って、大きな修正ル
ープゲインで係数の更新を行えば誤差の大きな係数を与
えてしまい雑音を増加させる事になる。これ等の事から
更新頻度の異なる分割処理を行う場合、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 a division update method with different update frequencies is used for updating the coefficient correction amount, if the update frequencies between the divided blocks are significantly different, it is difficult to update the low weighted blocks. Become. At this time, if a block having a low update frequency is updated with a large correction loop gain, a large input / output error is attempted to be corrected at once and a large correction error is generated. Further, as can be seen from FIG. 2, the coefficient of the portion where the acoustic echo delay time is large is extremely small, and the update frequency of the divided block corresponding to this portion is quite low. Therefore, the coefficient is updated with a large correction loop gain. For example, it gives a coefficient with a large error and increases noise. For this reason, when performing division processing with different update frequencies, there are problems that noise on the communication line is increased and the risk of howling is increased, which lowers operation stability. It was
【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。The present invention has been made in view of the above points, eliminates the above-mentioned problems, is excellent in operation stability, and has high followability with respect to changes in acoustic echo paths, and high-speed audio. An object of the present invention is to provide an acoustic echo canceller that realizes echo canceling characteristics and performs acoustic echo control of a sound field 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から入力された受話信号を入
力とする可変係数ディジタルフィルタと、該可変係数デ
ィジタルフィルタの係数系列を格納した擬似インパルス
応答レジスタと、該擬似インパルス応答レジスタの内容
と該受話信号入力端子からの入力信号との畳み込み積分
演算を行う積和演算回路と、該積和演算回路により生成
された擬似音響反響と該送話信号入力端子より入力され
る音響反響との差分値を求める減算回路と、該可変係数
ディジタルフィルタ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の係数系列に修正量を
加える為の係数修正量演算回路と、該擬似インパルス応
答レジスタの係数系列を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係数ブロック選択回路
とから構成される音響反響除去装置において、各ブロッ
クに設定される更新頻度数に応じて該係数修正量演算回
路に内挿された修正ループゲインが設定される音響反響
除去装置を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve these problems and comprises a reception signal input terminal, a reception signal output terminal, a transmission signal input terminal, and a transmission signal output terminal. A variable coefficient digital filter that receives a received signal input from the received signal input terminal, a pseudo impulse response register that stores a coefficient sequence of the variable coefficient digital filter, the contents of the pseudo impulse response register, and the received signal input. Sum-of-products arithmetic circuit for performing convolution integration operation with the input signal from the terminal, and subtraction for obtaining a difference value between the pseudo-acoustic echo generated by the sum-of-products arithmetic circuit and the acoustic echo input from the transmission signal input terminal A circuit and a coefficient correction for adding a correction amount to the coefficient sequence of the pseudo impulse response register so that the variable coefficient digital filter supplies an approximate value of the acoustic echo. The amount calculation circuit and the coefficient sequence of the pseudo impulse response register are divided into N blocks, and each block is sent to the coefficient correction amount calculation circuit so that the entire coefficient sequence is automatically updated with the total number of steps M times. In an acoustic echo canceller composed of a coefficient block selection circuit which sends a command for sequentially selecting and performing a coefficient update operation, the coefficient correction amount calculation circuit is interpolated according to the update frequency number set in each block. To provide an acoustic echo canceller in which the corrected corrected loop gain is set.
【0011】[0011]
【作用】本発明は、上述の手段により係数修正量分割更
新の更新頻度が異なる事による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。The present invention prevents the deterioration of operational stability such as an increase in background noise on the communication line and an increased risk of howling due to the different update frequency of the coefficient correction amount division update by the above-mentioned means, and the update is performed. It is possible to realize fast and stable acoustic echo removal while significantly reducing the amount of computation involved, and to ensure high tracking even when the acoustic echo path characteristics fluctuate arbitrarily, so a steady state Since it has an excellent convergence speed to, it is possible to maintain a high level of acoustic echo cancellation at all times, and high-performance acoustic control becomes possible.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
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、そして、積和演算回路10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、係数ブロック選択回路11を追加
した構成になっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first acoustic echo canceller of the present invention. As shown in FIG. 1, according to the present invention, the 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 calculation circuit 7,
A coefficient block selection circuit 11 is added to a device having the same configuration as the acoustic echo canceling device that employs a learning identification method as an adaptive algorithm, which is composed of a reception signal input register 8, a pseudo impulse response register 9, and a product-sum operation circuit 10. It has been configured.
【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、該擬似インパル
ス応答レジスタ9に格納された係数系列がN個に分割さ
れM回で係数系列全体が更新される内、毎回更新される
様に更新頻度を高く設定したブロックに対しては該係数
修正量演算回路7に内挿された大きな内挿修正ループゲ
インα0 を適応し、1/M回の割で更新される様に更新
頻度を低く設定したブロックに対しては極めて小さな内
挿修正ループゲインαm-1 を適応し、そして、2/M回
以上M/M回未満の割で更新される様に更新頻度を設定
したn番目のブロックに対しては毎回更新されるブロッ
クに設定された内挿修正ループゲインα0 よりも小さ
く、1/M回の割で更新されるブロックに設定された内
挿修正ループゲインαM-1 よりも大きな内挿修正ループ
ゲインαm を適応させる。The receiving signal input terminal 1, the receiving signal output terminal 2, the transmitting signal input terminal 4, the transmitting signal output terminal 6, and the receiving signal input from the receiving signal input terminal 1 are input. The variable coefficient digital filter 3, 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. Sum-of-products arithmetic circuit 10 for performing the convolution-integral arithmetic operation of, and the subtraction circuit for taking the difference value between the pseudo-acoustic echo generated by the sum-of-products arithmetic circuit 10 and the acoustic echo input from the transmission signal input terminal 4. 5 and the variable coefficient digital filter 3
The coefficient correction amount calculation circuit 7 for adding a correction amount to the coefficient series of the pseudo impulse response register 9 so as to supply the approximate value of the acoustic echo, and the pseudo impulse response register 9
The coefficient sequence of is divided into N blocks, and the total number of steps M
A coefficient block selection circuit 11 that sends a command to the coefficient correction amount calculation circuit 7 to sequentially select each block and to perform a coefficient update operation so that the entire coefficient series is automatically updated in each time. In the echo canceller, the coefficient sequence stored in the pseudo impulse response register 9 is divided into N pieces and the entire coefficient series is updated M times. For a block in which a large interpolation correction loop gain α 0 interpolated in the coefficient correction amount calculation circuit 7 is applied and the update frequency is set low so that it is updated every 1 / M times, A small interpolation correction loop gain α m-1 is applied, and is updated every time for the n-th block whose update frequency is set to be updated at a rate of 2 / M times or more and less than M / M times. Interpolation set in the block An interpolation correction loop gain α m smaller than the positive loop gain α 0 and larger than the interpolation correction loop gain α M−1 set in the block updated every 1 / M times is adapted.
【0014】上述の内挿修正ループゲインの大小関係を
示すと次の様に表す事ができる。The magnitude relation of the above-mentioned interpolation correction loop gain can be expressed as follows.
【0015】 0<αM-1 <・・・ <αm <・・・ <α0 ≦1 (8) そして、この内挿修正ループゲインを用いて、逐次更新
アルゴリズムを構成すると式(4)より、式(9)の様
に示す事ができる。但し、1<n<Nである。0 <α M-1 <... <α m <... <α 0 ≦ 1 (8) Then, when the interpolation correction loop gain is used to construct the successive update algorithm, the equation (4) is obtained. From this, it can be shown as in Expression (9). However, 1 <n <N.
【0016】 hs1k+1 = hs1k +α0 (xk ek )/xk ’xk hsnk+1 = hsnk +αm (xk ek )/xk ’xk (9) hsNk+1 = hsNk +αM-1 (xk ek )/xk ’xk 式(9)に示した逐次更新アルゴリズムにおける各N分
割ブロックの可変係数系列行列hsn(n=1、2、・・
・ 、N)を更新頻度順に更新回数が小さいブロックから
列べると式(10)の様に示す事ができる。[0016] hs1 k + 1 = hs1 k + α0 (x k e k) / x k 'x k hsn k + 1 = hsn k + α m (x k e k) / x k' x k (9) hsN k + 1 = hsN k + α M- 1 (x k e k) / x k 'x variable coefficients of each n-divided blocks in a sequential update algorithm shown in k equation (9) sequence matrix hsn (n = 1,2, ··
, N) can be expressed as in Expression (10) by arranging the blocks in ascending order of update frequency from the block with the smallest number of updates.
【0017】 hsN<・・・ <hsn<・・・ <hs1 (10) 勿論、分割更新の設定スケジューリングにより各ブロッ
クの更新頻度が同じになる場合が発生する。その様な時
に同値の内挿修正ループゲインを採用するか否かは、動
作特性の持たせ方により決定すればよい。HsN <... <hsn <... <hs1 (10) Of course, the update frequency of each block may be the same due to the setting scheduling of division update. In such a case, whether or not to adopt the interpolation correction loop gain having the same value may be determined depending on how the operation characteristics are given.
【0018】上記条件により設定更新頻度に適応させて
該係数修正量演算回路7に格納している各内挿修正ルー
プゲインを用いた係数修正量更新の分割処理を行う事を
特徴とする音響反響除去装置。An acoustic echo characterized by performing a division process for updating the coefficient correction amount using each interpolation correction loop gain stored in the coefficient correction amount calculation circuit 7 in accordance with the setting update frequency under the above conditions. Removal device.
【0019】図3、図4は、本発明による分割処理の更
新頻度に適応して内挿修正ループゲインを設定したもの
と、従来よりの固定内挿修正ループゲインを設定したも
のの該擬似インパルス応答レジスタ9の係数系列の観測
結果である。図3の本発明による適応内挿修正ループゲ
インを用いた結果はインパルス応答が減衰特性を呈して
いるのに比べて、図4の固定内挿修正ループゲインを用
いた結果は長い遅延時間の係数部分が大きな値を持ち、
インパルス応答が全体的に減衰特性を呈していない。各
インパルス応答は、全く同一の参照信号を入力としたシ
ミュレーション上で同ステップにおいて観測したもので
ある。図5、図6は、各々図3、図4の電力を求めた結
果である。図6の固定内挿修正ループゲインを採用した
ものは、係数系列全体に渡り電力が分布している事が判
る。実際の音場のインパルス応答の電力分布は、図5に
示す様な長い遅延時間部分の係数電力は短い遅延時間部
分の係数電力に比べて極めて小さな電力分布となる。こ
の事からも間欠更新される様な分割処理においては、本
発明が効果的な事が判る。FIG. 3 and FIG. 4 show the pseudo impulse responses of the one in which the interpolation correction loop gain is set in accordance with the update frequency of the division processing according to the present invention and the one in which the fixed interpolation correction loop gain of the related art is set. It is an observation result of the coefficient series of the register 9. The result of using the adaptive interpolation correction loop gain according to the present invention of FIG. 3 shows that the impulse response exhibits the damping characteristic, while the result of using the fixed interpolation correction loop gain of FIG. 4 shows a coefficient of a long delay time. The part has a large value,
The impulse response does not exhibit damping characteristics as a whole. Each impulse response is observed at the same step on the simulation with the same reference signal as an input. FIG. 5 and FIG. 6 are the results of obtaining the electric powers of FIG. 3 and FIG. 4, respectively. It can be seen that in the case of using the fixed interpolation correction loop gain of FIG. 6, the power is distributed over the entire coefficient sequence. As for the power distribution of the actual impulse response of the sound field, the coefficient power of the long delay time portion is extremely smaller than the coefficient power of the short delay time portion as shown in FIG. From this fact as well, it is understood that the present invention is effective in the division processing in which the intermittent update is performed.
【0020】図7、図8は、成人女性の実音声を参照信
号として入力した時の誤差信号の電力変位を観測したも
のである。図7に示した適応内挿修正ループゲインを採
用したものは、良心的に誤差信号つまり音響反響が減衰
しているが、図8の固定内挿修正ループゲインを採用し
たものは、誤差信号電力が大きく誤消去が発生している
事が判る。図8の結果は聴覚的にも非常に耳障りな残響
音となっている。FIG. 7 and FIG. 8 are observations of the power displacement of the error signal when the actual voice of an adult female is input as a reference signal. The one using the adaptive interpolation correction loop gain shown in FIG. 7 conspicuously attenuates the error signal, that is, the acoustic echo, while the one using the fixed interpolation correction loop gain in FIG. It can be seen that the erroneous erasure has occurred. The result of FIG. 8 is a reverberant sound that is very annoying to the ear.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏する。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【0022】(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) Since the deterioration of the convergence speed of the acoustic echo canceling characteristic due to the division processing of updating the coefficient correction amount can be corrected, the acoustic echo removal can be speeded up.
【0023】(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 degrading the acoustic echo canceling performance,
Since the internal calculation amount of the adaptive algorithm can be greatly reduced, hardware can be realized with a small configuration,
The cost can be reduced.
【0024】(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 the spatial movement of a person or an object close to the microphone and the speaker. That is, in the present invention in which the low-order tap of the impulse response is updated at a high frequency and a large interpolated correction loop gain is adapted, in the present invention, since the rising speed of the acoustic echo cancellation characteristic is high, the followability to the echo path variation is high. Is very strong and can quickly create a steady state of the communication line.
【0025】(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) It is possible to reduce the amount of calculation involved in updating the variable coefficient sequence to half or less while ensuring high quality of the communication line.
【0026】(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
レベルの残留反響信号が通信回線上に存在しない為に双
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) Since the amplitude fluctuation of the error signal due to erroneous erasure is very small, the quasi-steady state is maintained, and the relatively large level of the residual echo signal does not exist on the communication line, so that the bidirectional communication can be easily detected. As a result, voice deterioration such as the cut off of the head of the transmitted voice is eliminated, and high sound quality is secured.
【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 showing a configuration example of an acoustic echo canceller according to the present description.
【図2】本説明に用いた最大周期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 impulse response characteristics of a sound field observed by the maximum period sequence code used in this description.
【図3】本説明に用いた本発明による擬似インパルス応
答レジスタに格納された係数系列の一例を示した図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing an example of a coefficient sequence stored in a pseudo impulse response register according to the present invention used in this description.
【図4】本説明に用いた従来技術による擬似インパルス
応答レジスタに格納された係数系列の一例を示した図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing an example of a coefficient sequence stored in a pseudo impulse response register according to the conventional technique used in this description.
【図5】本説明に用いた本発明による擬似インパルス応
答レジスタに格納された係数系列電力の一例を示した図
である。FIG. 5 is a diagram showing an example of coefficient sequence power stored in a pseudo impulse response register according to the present invention used in the present description.
【図6】本説明に用いた従来技術による擬似インパルス
応答レジスタに格納された係数系列電力の一例を示した
図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of coefficient sequence power stored in a pseudo impulse response register according to a conventional technique used in the present description.
【図7】本説明に用いた本発明による成人女性の音声を
参照信号とした時の誤差信号電力推移の一例を示した図
である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a transition of error signal power when an adult female voice according to the present invention used as a reference signal is used in the present description.
【図8】本説明に用いた従来技術による成人女性の音声
を参照信号とした時の誤差信号電力推移の一例を示した
図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a transition of error signal power when a voice of an adult female is used as a reference signal according to the conventional technique used in the present description.
【図9】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. 9 is a block diagram showing an example of a basic configuration of an acoustic echo canceller using a conventional general learning identification method.
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 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 calculation circuit 8 reception signal input register 9 pseudo impulse response register 10 sum of products calculation circuit 11 Coefficient block selection circuit
Claims (1)
と、送話信号入力端子と、送話信号出力端子と、該受話
信号入力端子から入力された受話信号を入力とする可変
係数ディジタルフィルタと、該可変係数ディジタルフィ
ルタの係数系列を格納した擬似インパルス応答レジスタ
と、該擬似インパルス応答レジスタの内容と該受話信号
入力端子からの入力信号との畳み込み積分演算を行う積
和演算回路と、該積和演算回路により生成された擬似音
響反響と該送話信号入力端子より入力される音響反響と
の差分値を求める減算回路と、該可変係数ディジタルフ
ィルタ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の係数系列に修正量を加える為の係
数修正量演算回路と、該擬似インパルス応答レジスタの
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係数ブロック選択回路とから構成さ
れる音響反響除去装置において、各ブロックに設定され
る更新頻度数に応じて該係数修正量演算回路に内挿され
た修正ループゲインが設定されることを特徴とする音響
反響除去装置。Claims: 1. 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 the reception signal input from the reception signal input terminal as an input. A pseudo impulse response register that stores a coefficient sequence of the variable coefficient digital filter; a product-sum operation circuit that performs a convolution integral operation of the contents of the pseudo impulse response register and an input signal from the reception signal input terminal; A subtraction circuit for obtaining a difference value between the pseudo acoustic echo generated by the product-sum operation circuit and the acoustic echo input from the transmission signal input terminal, and the variable coefficient digital filter supplying an approximate value of the acoustic echo And a coefficient correction amount calculation circuit for adding a correction amount to the coefficient sequence of the pseudo impulse response register, and the coefficient sequence of the pseudo impulse response register to N blocks. Coefficient block, which sends a command for sequentially selecting each block to the coefficient correction amount calculation circuit and performing a coefficient update operation so that the entire coefficient sequence is automatically updated with the total number of steps M times. In an acoustic echo canceller including a selection circuit, a correction loop gain inserted in the coefficient correction amount calculation circuit is set according to the number of update frequencies set in each block. Removal device.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29937593A JP3152822B2 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Acoustic echo canceller |
US08/278,375 US5477534A (en) | 1993-07-30 | 1994-07-20 | Acoustic echo canceller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29937593A JP3152822B2 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Acoustic echo canceller |
Publications (2)
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---|---|
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JP3152822B2 JP3152822B2 (en) | 2001-04-03 |
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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-
1993
- 1993-11-30 JP JP29937593A patent/JP3152822B2/en not_active Expired - Fee Related
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