JPH07231282A - 反響消去装置 - Google Patents

反響消去装置

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Publication number
JPH07231282A
JPH07231282A JP2073294A JP2073294A JPH07231282A JP H07231282 A JPH07231282 A JP H07231282A JP 2073294 A JP2073294 A JP 2073294A JP 2073294 A JP2073294 A JP 2073294A JP H07231282 A JPH07231282 A JP H07231282A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
echo
double
signal
talk
frequency bands
Prior art date
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Pending
Application number
JP2073294A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Makino
昭二 牧野
Yoichi Haneda
陽一 羽田
Yutaka Kaneda
豊 金田
Masafumi Tanaka
雅史 田中
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH07231282A publication Critical patent/JPH07231282A/ja
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダブルトーク状態とエコー経路変動状態およ
びハウリング状態とを高精度に検出、識別する反消去装
置を提供する。 【構成】 受話信号x(n)および反響信号y(n)をそれ
ぞれ複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割回路1
6、17を具備し、複数の周波数帯域のそれぞれに設け
られる複数の擬似反響路7kを具備し、擬似反響路7k
係数は反響信号y(n)の消去誤差を最小とする様に動作
するアルゴリズムにより逐次的に修正され、複数の周波
数帯域に設けられる複数のダブルトーク検出回路11k
を具備し、ダブルトーク検出回路の検出結果を総合して
最終的にダブルトーク状態と判定した場合に修正動作を
禁止するダブルトーク総合判定回路19を具備し、複数
の周波数帯域の信号を合成する周波数帯域合成回路18
を具備する反響消去装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、反響消去装置に関
し、特に、2線4線変換装置、拡声通話装置その他の送
受話伝送経路を有する通話装置において、ハウリングの
原因となると共に聴覚上の障害ともなる反響信号を消去
する反響消去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例を図2を参照して説明する。衛星
通信装置、音声会議装置その他の送受話伝送経路を有す
る通話装置の普及に伴い、同時通話性能に優れた反響の
少ない通話装置を提供することが要望されている。この
要望を満足するものとして反響消去装置が開発されてい
る。図2は反響消去装置の従来例を説明する図であり、
拡声通話装置に適用された場合を示している。
【0003】受話信号x(t) が得られる受話入力端1か
らこの受話信号x(t) を受信するスピーカ2に到る受話
経路と、マイクロホン3から送話出力端4に到る送話経
路とから成る通話装置において、受話信号x(t) はA/
D変換器8によりディジタル変換され、このディジタル
変換されたディジタル受話信号x(n) は次いで擬似反響
路7に供給され、擬似反響路7を介して擬似反響信号y
^(n) に変換される。
【0004】一方において、マイクロホン3を介して得
られるスピーカ2による反響信号y( t) はA/D変換
器5によりディジタル変換され、ディジタル変換された
反響信号y(n) が得られる。減算器9において、反響信
号y(n) から擬似反響信号y^(n) を差し引くことによ
り反響信号y(n) を消去することができる。ここで、擬
似反響路7は反響路の経時変動に追従させる必要があ
る。図2の従来例において、擬似反響路7はディジタル
フィルタであるFIRフィルタにより構成される。この
擬似反響路7を構成するフィルタは誤差e(n) =y(n)
−y^(n) が0に近づく様に、例えばLMS法、学習同
定法、ES法或はRLS法その他の適応アルゴリズムを
使用した推定回路6によりそのフィルタ係数の逐次修正
を施される。擬似反響路7の修正が行なわれることによ
り常に最適な反響消去が維持されることとなる。
【0005】次に、従来のフィルタ係数修正手法につい
て説明する。先ず、LMS法、学習同定法その他の勾配
形適応アルゴリズムは、次の様に表わされる。 h^(n+1) =h^(n) +α[−Δ(n) ] (1) ただし、h ^(n) =( h^1(n)、h^2(n)、・・・・・ 、h^
L (n))T:擬似反響路(FIRフィルタ)系数 Δ(n) :(平均)2乗誤差の勾配ベクトル α:ステップサイズ(スカラ量) L:タップ数T :ベクトルの転置 n :離散化時間 (平均)2乗誤差の勾配ベクトルΔ(n) は、例えばLM
S法においては、 Δ(n) =−e(n) x(n) 学習同定法においては、 となる。ただし、 e(n) :推定誤差(=y(n) −y(n) +s(n) ) y^(n) =h^(n) T x(n) :擬似反響信号x (n) =(x(n) 、x(n-1) 、・・・・・ 、x(n-L+1) )
T :受話信号ベクトルである。
【0006】適応アルゴリズムによる係数修正動作は、
受話状態、即ちs(n) ≒0であって誤差信号e(n) が反
響信号の消去誤差y(n) −y^(n) と見なすことができ
る場合に実行される。しかし、近端話者の送話信号s
(n) が存在する場合、誤差信号e(n) には送話信号s
(n) が含まれる。適応フィルタの推定精度は反響信号y
(n) と送話信号s(n) の比で制限されるために、近端話
者の送話信号s(n) が存在する場合において係数修正動
作を継続するとフィルタ係数は乱れることとなる。そこ
で、送話信号s(n) が加わった場合の様に反響信号y
(n) に比べて送話信号s(n) の大きさが無視できないダ
ブルトーク状態の場合、(1) 式における修正項α[−Δ
(n) ]を0とすることにより係数修正を停止してh^
(n) が乱されることを防止している。以上の制御をダブ
ルトーク制御と称している。
【0007】図3はダブルトーク検出回路11の内部構
成を示す図である。受話信号x(n) は受話信号レベル検
出回路12により受話信号レベルpx (n)とされ、送話
信号y(n) は送話信号レベル検出回路13により送話信
号レベルpy (n) とされ、誤差信号e(n) は誤差信号レ
ベル検出回路14により誤差信号レベルpe (n) とされ
る。これらのレベルは、ダブルトーク判定回路15に送
りこまれ、レベル比較をしてダブルトーク状態であるか
否かを判定する。ダブルトーク状態と判定されたとき
は、ダブルトーク判定回路15から推定回路6に制御信
号が送りこまれ、(1) 式における修正項α[−Δ(n) ]
を0とし、ここにおいて係数修正は停止される。なお、
係数修正が停止されても擬似反響路(FIRフィルタ)
係数は保持され、擬似エコーが生成されるため、エコー
は消去される。
【0008】次に、ダブルトーク状態を判定する仕方に
ついて説明する。先ず、受話信号レベルpx (n) と送話
信号レベルpy (n) を比較する。これにより、受話信号
が予め定められている閾値Thx より小さく(px (n) <
Thx )、送話信号が予め定められている閾値Thy より大
きい(py (n) >Thy )場合は、片方向単独送話通話状
態であるものと判断することができる。これに対して、
受話信号が存在する(px (n) >Thx )場合は、受話信
号が反響信号となってマイクロホン3に回り込むため、
反響信号が存在してpy (n) の値が大きくなり、これを
近端話者の送話信号s(n) と判別することが困難とな
る。そこで、送話信号レベルpy (n) と誤差信号レベル
e (n) とを比較する。送話信号s(n) が加わらない場
合は、反響消去後の誤差信号e(n) は極めて小さいのに
対して、送話信号s(n) が加わった場合は誤差信号e
(n) が激増する。これにより、送話信号s(n) を検出す
ることができる。
【0009】ところが、人或は物の移動によりインパル
ス応答が変化した場合においても誤差信号e(n) は激増
するところから、適応動作を停止すべきダブルトーク状
態と適応動作を継続すべきエコー経路変動の判別をする
ことができない。また、ハウリングが発生すると適応動
作は停止するので、一度びハウリングが発生するとハウ
リングを解消することができず、通話不能に陥る。
【0010】反響消去装置においては、適応動作を停止
すべきダブルトーク状態と適応動作を継続すべきエコー
経路変動状態およびハウリング状態とを正確に識別する
ことが実用上極めて重要である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上の通りの従来例に
おいては、適応動作を停止すべきダブルトーク状態と適
応動作を継続すべきエコー経路変動状態およびハウリン
グ状態を正確に識別するこはできず、一度びハウリング
が発生するとこれをダブルトーク状態と判断して修正動
作を禁止してしまうのでハウリングを解消することがで
きず、通話不能に陥るという問題があった。
【0012】この発明は、ダブルトーク状態とエコー経
路変動状態およびハウリング状態とを高精度に検出、識
別することによりハウリングを自動的に解消し、安定に
動作する反消去装置を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】反響路への受話信号x
(t) と受話信号の反響路を経由した後の反響信号とから
擬似反響路を生成し、受話信号を擬似反響路の入力とす
ることにより得られる擬似反響信号を反響信号から差し
引くことにより反響信号を消去すると共に、擬似反響路
はディジタルフィルタにより構成され、ディジタルフィ
ルタの係数は適応アルゴリズムにより逐次的に修正され
るものであり、受話信号レベル、送話信号レベル、誤差
信号レベルを監視してダブルトーク状態と判定された場
合に修正動作を禁止する反響消去装置において、受話信
号および反響信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分割す
る周波数帯域分割回路を具備し、複数の周波数帯域のそ
れぞれに設けられる複数の擬似反響路を具備し、複数の
擬似反響路はそれぞれディジタルフィルタにより構成さ
れ、ディジタルフィルタの係数は反響信号の消去誤差を
最小とする様に動作するアルゴリズムにより逐次的に修
正されるものであり、複数の周波数帯域のそれぞれに設
けられる複数のダブルトーク検出回路を具備し、複数の
周波数帯域のそれぞれのダブルトーク検出回路の検出結
果を総合して最終的にダブルトーク状態と判定した場合
に周波数帯域のそれぞれにおける擬似反響路修正動作を
禁止するダブルトーク総合判定回路を具備し、複数の周
波数帯域の信号を合成する周波数帯域合成回路を具備す
る反響消去装置を構成した。
【0014】そして、上述の反響消去装置において、ダ
ブルトーク総合判定回路はダブルトーク検出回路の判定
結果に重み付けをするものである反響消去装置を構成し
た。
【0015】
【実施例】この発明は、これを要約すると、信号を複数
の周波数帯域に分割し、複数の周波数帯域のそれぞれに
設けられた複数の擬似反響路はそれぞれダブルトーク検
出回路を具備し、それぞれの帯域において独立してダブ
ルトーク状態を判定し、これらの判定結果を総合して最
終的にダブルトーク状態の判定をするものである。
【0016】以下、図1を参照してこの発明の実施例を
説明する。受話信号x(t) は、周波数帯域分割回路16
により周波数帯域別のN個の信号xk (m) (k=0、
1、・・・・・、N−1)に分割される。同様に、反響
信号y(t) は周波数帯域分割回路17により周波数帯域
別のN個の信号yk (m) (k=0、1、・・・、N−
1)に分割される。
【0017】周波数帯域のそれぞれには擬似反響路7k
があり、擬似反響路から供給される擬似反響信号y^k
(m) を反響信号yk (m) から減算器9k において差し引
くことにより反響信号yk (m) は消去される。ここで、
擬似反響路7k は反響路の経時変動に追従せしめられる
必要があり、誤差ek (m) =yk (m) −y^k (m) が0
に近づく様に、例えばLMS法、学習同定法、ES法或
はRLS法その他の適応アルゴリズムを使用した推定回
路6kにより逐次修正され、常に最適な反響消去が維持
されるに到る。
【0018】各周波数帯域における誤差信号ek (m) は
周波数帯域合成回路18により全周波数帯域の誤差信号
e(t) に合成される。周波数帯域のそれぞれにはダブル
トーク検出回路11k があり、それぞれの周波数帯域に
ついて独立にダブルトーク状態を判定する。これらの判
定結果はダブルトーク総合判定回路19に送り込まれ
る。ダブルトーク総合判定回路19に送り込まれたこれ
らの判定結果を総合して最終的なダブルトーク状態の判
定が下される。
【0019】ここで、送話音声が加わった場合は、複数
の周波数帯域のすべてにおいて送話信号レベルは比較的
に大きくなる。従って、複数の周波数帯域のすべてにお
いて同時にダブルトーク状態である旨の判定がなされる
こととなる。この様に、周波数帯域のそれぞれにおいて
ダブルトーク状態が検出され、この検出結果を総合して
最終的にダブルトーク状態と判定された場合に周波数帯
域のそれぞれにおける擬似反響路7kの修正動作を禁止
する。これに対して、ハウリングが発生した場合は、1
つの周波数帯域においてのみダブルトーク状態である旨
の判定することとなる。1つの周波数帯域においてのみ
ダブルトーク状態であると判定しても、他の周波数帯域
においてダブルトーク状態であるものと判定しない場合
は、これをハウリング状態と判断して擬似反響路7k
修正動作を行なうこととする。これにより、ハウリング
を直ちに解消することができる。
【0020】この様なダブルトーク総合判定をするに際
して、種々の状況を勘案してそれぞれの周波数帯域のダ
ブルトーク検出回路11k の判定結果に重み付けをする
ことにより、より正確なダブルトーク状態の判定をする
ことができる。音声の周波数スペクトルをみると、音圧
は男声および女声に依らず200HZ 近傍において極大
を示し、周波数がこれより増大するにつれて単調減少す
る特性を示す。以上のことから、この重み付けの程度
は、この周波数特性に対応して例えば低周波領域から高
周波領域に亘って単調に減少する様に設定すると好適で
ある。
【0021】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明は、信号
を複数の周波数帯域に分割し、複数の周波数帯域のそれ
ぞれに設けられた複数の擬似反響路はそれぞれダブルト
ーク検出回路を具備し、それぞれの帯域において独立し
てダブルトーク状態を判定し、これらの判定結果を総合
して最終的なダブルトーク状態の判定をするものである
から、判定制御はきめ細かく実施することができ、ダブ
ルトーク状態とエコー経路変動状態およびハウリング状
態とを高精度に検出、識別することができる。その結
果、ハウリングは自動的に解消され、反消去装置は安定
に動作することとなる。従って、この発明の反消去装置
を衛星通信装置、音声会議装置その他の送受話伝送経路
を有する通話装置に適用することにより通話品質を改善
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示すブロック図。
【図2】従来の反響消去装置を示すブロック図。
【図3】ダブルトーク検出回路の内部を示すブロック
図。
【符号の説明】
k 擬似反響路 11k ダブルトーク検出回路 16 周波数帯域分割回路 17 周波数帯域分割回路 18 周波数帯域合成回路 19 ダブルトーク総合判定回路
フロントページの続き (72)発明者 田中 雅史 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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反響路への受話信号と受話信号の反響路
    を経由した後の反響信号とから擬似反響路を生成し、受
    話信号を擬似反響路の入力とすることにより得られる擬
    似反響信号を反響信号から差し引くことにより反響信号
    を消去すると共に、擬似反響路はディジタルフィルタに
    より構成され、ディジタルフィルタの係数は適応アルゴ
    リズムにより逐次的に修正されるものであり、受話信号
    レベル、送話信号レベル、誤差信号レベルを監視してダ
    ブルトーク状態と判定された場合に修正動作を禁止する
    反響消去装置において、 受話信号および反響信号をそれぞれ複数の周波数帯域に
    分割する周波数帯域分割回路を具備し、 複数の周波数帯域のそれぞれに設けられる複数の擬似反
    響路を具備し、 複数の擬似反響路はそれぞれディジタルフィルタにより
    構成され、ディジタルフィルタの係数は反響信号の消去
    誤差を最小とする様に動作するアルゴリズムにより逐次
    的に修正されるものであり、 複数の周波数帯域のそれぞれに設けられる複数のダブル
    トーク検出回路を具備し、 複数の周波数帯域のそれぞれのダブルトーク検出回路の
    検出結果を総合して最終的にダブルトーク状態と判定し
    た場合に周波数帯域のそれぞれにおける擬似反響路修正
    動作を禁止するダブルトーク総合判定回路を具備し、 複数の周波数帯域の信号を合成する周波数帯域合成回路
    を具備する、 ことを特徴とする反響消去装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される反響消去装置にお
    いて、 ダブルトーク総合判定回路はダブルトーク検出回路の判
    定結果に重み付けをするものである、 ことを特徴とする反響消去装置。
JP2073294A 1994-02-18 1994-02-18 反響消去装置 Pending JPH07231282A (ja)

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JP2073294A JPH07231282A (ja) 1994-02-18 1994-02-18 反響消去装置

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JP2073294A JPH07231282A (ja) 1994-02-18 1994-02-18 反響消去装置

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JPH07231282A true JPH07231282A (ja) 1995-08-29

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8913737B2 (en) 2005-08-17 2014-12-16 Sony Corporation Echo canceller and microphone apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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