JPH0722983A - 音響残響除去装置 - Google Patents

音響残響除去装置

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Publication number
JPH0722983A
JPH0722983A JP16127293A JP16127293A JPH0722983A JP H0722983 A JPH0722983 A JP H0722983A JP 16127293 A JP16127293 A JP 16127293A JP 16127293 A JP16127293 A JP 16127293A JP H0722983 A JPH0722983 A JP H0722983A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
reception signal
signal input
white noise
input terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP16127293A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimasa Kusano
吉雅 草野
Takashi Matsumura
隆司 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従属変数に外乱として混入する近端雑音の時
間的変化を相対的に検出し、その状態に適切な処理動作
の閾値を逐次変更することによって安定性を向上させる
音響反響除去装置を提供する事を目的とする。 【構成】擬似白色雑音発生回路により発生する擬似白色
雑音と受話信号入力端子に到来する入力受話信号を加算
回路によって信号を合成し、受話信号出力端子より受話
信号として出力され、残響除去量に制限を加え残響制御
を行う。送話信号入力端子に入力された加算信号を積算
回路で算出した定常一定区間平均電力と擬似白色雑音の
積算回路で求めた一定期間平均電力とを比較回路によっ
て比較し近端雑音の状況を観測する。積算回路の出力よ
り積算回路の出力が大きい場合には、適応処理動作の閾
値を上げる。逆に積算回路の出力より積算回路の出力が
小さい場合には、適応処理動作の閾値を下げて残響制御
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通信回線や室内音場制
御装置に使用され、受話径路の信号が送話径路を介して
現れるエコー成分を除去する音響残響除去装置に関す
る。
【0002】
【従来技術】一般に、音響残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、擬似エコーを発生す
る可変係数フィルタおよび減算回路とから構成されてい
る。
【0003】以下に音響残響除去装置の基本動作を述べ
る。図3は従来の音響反響除去装置の基本構成を示すブ
ロック図である。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、擬似エコーを生成
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の出力である擬似エコーは減算回路5へ入力
され、送話信号中のエコー成分が除去され、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、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
が擬似エコーとして出力される。
【0004】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に接続さ
れている。
【0005】エコー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
エコーy↓kは、 y↓k = h↑Tx↓k (1) で表される。但し、h=[h↓1,h↓2,・・・,h
↓n]↑T (2−1)x=[x↓k↓−
↓1,・・・,x↓k↓−↓n]↑T (2−2)
↑T:べクトルの転置である。
【0006】一方、 時刻kTにおけるhの推定値を
h' ↓kとすれば、y↓kの推定値y' ↓kは、 y' ↓k = h' ↓k↑Tx↓k (3) で与えられる。音響残響除去装置では、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
がなくエコー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
h' ↓kの逐次修正は h’↓k↓+↓1=h’↓k+α(x↓ke↓k)/x↓k↑Tx↓k (4) によって行われる。但し、 e↓k=y↓k−y’↓k, 0<α≦1 (5) であり、e↓kを残留エコーと呼ぶ。この様な演算動作
が修正量演算回路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の内容には上記可変係数h'
↓kが格納されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この学習同定法を用い
た適応アルゴリズムの基本モデルは、線形回帰モデルな
ので、説明変数である受話信号以外の大きなレベルの未
知信号や背景雑音が、従属変数である送話信号に印加さ
れると良好なインパルス応答の推定が不可能になり、耳
障りな残響が誤差信号に混入してしまう。又、受話信号
に含まれる雑音よりも小さなレベルの未知信号や背景雑
音が送話信号に印加すると定常状態でのステップサイズ
が合わず大きな修正量が加わり、推定インパルス応答が
発散してしまう様な問題点があった。そこで、本発明は
説明変数以外の外乱による影響を検知し、インパルス応
答推定の安定度を向上させた音響反響除去装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【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た受話信号を
入力とする可変係数フィルタと、前記受話信号出力端子
から反響経路を介して上記送話信号入力端子に廻りこむ
受話信号のエコー成分を含む送話信号を第1の入力と
し、上記可変係数フィルタの出力を第2の入力とし、前
記第2の入力信号と前記第1の入力信号との差分を演算
して残差エコーを求める減算回路と、前記受話信号入力
端子から入力される受話信号と無関係な平均値を零とす
る白色雑音を生成するための擬似白色雑音発生回路と、
前記擬似白色雑音発生回路から出力される白色雑音の平
均電力を算出するための第1の積算回路と、前記減算回
路から出力される誤差信号の平均電力を算出するための
第2の積算回路と、前記第1の積算回路によって算出さ
れる平均電力と前記第2の積算回路によって算出される
平均電力とを比較するためのレベル比較回路とから構成
され、前記擬似白色雑音を前記受話信号入力端子と前記
送話信号出力端子との間の基準レベルに設定し音響残響
を制御する音響残響除去装置を提供する。
【0009】
【作用】本発明はこのような構成、上記手段により説明
変数として無意味な近端雑音を未知のまま従属変数とし
て取り扱うのではなく、近端雑音の状況を逐次的に観測
しながら残響制御を行うので、常時安定で高速な残響除
去が可能となる。また本方式では、通信回線の定常レベ
ル基準を自分で設定でき、この基準を対象として残響制
御を行える。そして、この基準を用いる事で双方向通信
検出も容易に行う事が出来る。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説
明する。図1は本発明の音響残響除去装置の構成を示す
ブロック図である。図に示すように、本発明は、従来の
音響残響除去装置で用いられている受話信号入力端子
1、受話信号出力端子2、可変係数フィルタ3、送話信
号入力端子4、減算回路5、送話信号出力端子6、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、積和回路10とからなる適応アルゴ
リズムとして学習同定法を採用した装置と同一構成に擬
似白色雑音発生回路11、加算回路12、積算回路1
3、積算回路14、レベル比較回路15を追加した構成
になっている。
【0011】図1にもとづいて動作説明を行う。上述の
擬似白色発生回路11によって発生される擬似白色雑音
は、加算回路12によって受話信号と加算され、受話信
号出力端子2を介して通信回線に出力される。この出力
された受話信号が反響路を経由し、送話信号入力端子4
に入力された信号から可変係数フィルタ3によって出力
される擬似エコー信号が減算回路5によって減算され、
誤差信号として出力される。
【0012】次に、積算回路14によって前述の誤差信
号が一定期間に積算された平均電力が算出される。この
平均電力と積算回路13によって算出された擬似白色雑
音一定期間に積算された平均電力が算出される。積算回
路14によって算出された平均電力と積算回路13によ
って算出された平均電力とを比較回路15によって比較
する。その差を逐次、観測しながら修正量演算回路7に
よってこの観測値に合わせて適応処理を動作させる。つ
まり、適応処理の動作、非動作の閾値を適応的に変化さ
せながら制御を行う。
【0013】積算回路14の出力が積算回路13の基準
出力より大きい場合、その差に合わせて適応動作開始閾
値レベルを上げる。逆に積算回路14の出力が積算回路
13の基準出力より小さい場合、その差に合わせて適応
動作開始閾値レベルを下げ、修正量の算出を行い、残響
を制御する。
【0014】さらに通信中、受話信号出力端子2の受話
信号と送話信号入力端子4に音声信号が同時に存在する
ような双方向通信が行われるとき、このレベル比較回路
15の出力を検出基準として使用される。
【0015】図2は擬似白色雑音発生回路11を示すブ
ロック図である。この回路は10段の最大周期系列符号
で、周期が1023サンプルの擬似白色雑音を発生させ
る構造を示している。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は次のよう
な効果を奏する。
【0017】1.近端雑音が相対的に観測できるので、
説明変数と従属変数の関係が明確化になり、近端雑音の
影響を考慮して安定的に残響を除去できる。 2.制御基準を自分自身で設定でき、到達残響除去量が
既知となるので無理に大きな修正量を与えなくても発振
などの発生がなくなる。 3.近端雑音が大きな場合は適応処理の閾値を上げ、外
乱安定性を向上できる。また、近端雑音が小さい場合は
適応処理の閾値を下げ、収束速度の改善を図れる。 4.一定レベルの擬似白色雑音が背景雑音の様に重畳さ
れているので、残留誤差信号の様な耳障りな不規則音は
かき消されて、良好な通信会議システムとしての音場を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の音響残響除去装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明で用いた擬似白色雑音発生回路のブロッ
ク図である。
【図3】従来の一般的な学習同定法を用いた音響反響除
去装置の基本構成を示した図である。
【符号の説明】
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 積和回路 11 擬似白色発生回路 12 加算回路 13 積算回路 14 積算回路 15 比較回路 19 排他的論理加算器 20 遅延回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    する可変係数フィルタと、 前記受話信号出力端子から反響経路を介して上記送話信
    号入力端子に廻りこむ受話信号のエコー成分を含む送話
    信号を第1の入力とし、上記可変係数フィルタの出力を
    第2の入力とし、前記第2の入力信号と前記第1の入力
    信号との差分を演算して残差エコーを求める減算回路
    と、 前記受話信号入力端子から入力される受話信号と無関係
    な平均値を零とする白色雑音を生成するための擬似白色
    雑音発生回路と、 前記擬似白色雑音発生回路から出力される白色雑音の平
    均電力を算出するための第1の積算回路と、 前記減算回路から出力される誤差信号の平均電力を算出
    するための第2の積算回路と、 前記第1の積算回路によって算出される平均電力と前記
    第2の積算回路によって算出される平均電力とを比較す
    るためのレベル比較回路とから構成され、 前記擬似白色雑音レベルを前記受話信号入力端子と前記
    送話信号出力端子との間の基準レベルに設定し音響残響
    を制御することを特徴とする音響残響除去装置。
JP16127293A 1993-06-30 1993-06-30 音響残響除去装置 Pending JPH0722983A (ja)

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