JPH0774680A - 音響エコーキャンセラ - Google Patents

音響エコーキャンセラ

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Publication number
JPH0774680A
JPH0774680A JP21652793A JP21652793A JPH0774680A JP H0774680 A JPH0774680 A JP H0774680A JP 21652793 A JP21652793 A JP 21652793A JP 21652793 A JP21652793 A JP 21652793A JP H0774680 A JPH0774680 A JP H0774680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
echo
echo signal
talk state
generating means
pseudo
Prior art date
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Pending
Application number
JP21652793A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroo Jofu
浩男 上符
Yoshio Kusano
吉雄 草野
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
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP21652793A priority Critical patent/JPH0774680A/ja
Publication of JPH0774680A publication Critical patent/JPH0774680A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、音声会議装置、TV会議装置に使用
し、音響エコーを抑制する音響エコーキャンセラに関す
る。 【構成】適応デジタルフィルタを有する第1の擬似エコ
ー信号生成手段と、第1の残差エコーを算出するための
第1の減算手段と、固定デジタルフィルタを有する第2
の擬似エコー信号生成手段と、第2の残差エコーを算出
するための第2の減算手段と、ダブルトーク状態検出手
段とから構成され、ダブルトーク状態が検出されたと
き、第2の擬似エコー信号生成手段は第1の擬似エコー
信号生成手段に先行してダブルトーク状態を検出できる
ためダブルトーク状態検出直後であっても誤動作による
不快なノイズ発生の問題は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声会議装置、TV会
議装置に使用し、音響エコーを抑制する音響エコーキャ
ンセラに関する。
【0002】
【従来技術】音声会議装置や、TV会議装置において、
拡声音声を利用したときに、スピーカとマイクロホンの
音響的な結合によって生じる音響エコーによって会話の
明瞭度が著しく阻害されるため、音響エコーを消去する
ために音響エコーキャンセラが用いられる。
【0003】音響エコーキャンセラの原理を図4を用い
て説明する。
【0004】遠端話者( 相手側の話し手) の音声は、後
述する処理を経てD/A変換器によってアナログ信号に
変換され、スピーカから音声として発せられる。
【0005】近端話者( 自分側の話し手) の音声は、マ
イクロホンで捕捉され音声信号としてA/D変換器でデ
ジタル信号に変換され、後述する処理を経て遠端話者に
送信される。
【0006】図4では遠端話者への音声信号の送信はI
SDN(統合サービスデジタル網)を用いたデジタル信
号による伝送を想定しているが、通常のアナログ回線に
よる伝送も可能である。
【0007】適応デジタルフィルタ(以下、ADF)
は、遠端側から受信した音声信号x(k)に基づいて擬
似エコー信号y’(k)を生成し、減算器は、この擬似
エコー信号を音響エコー信号を伴った近端側の音声信号
y(k)から減算し、残留エコー信号e(k)を生成す
る。
【0008】
【数1】
【0009】ADFは通常FIRフィルタで構成される
が、各タップ係数は一般には式(3)に示す学習同定法
によって残留エコー信号e(k)が最小と成るよう逐次
修正される。
【0010】k時間におけるADFの各タップ係数をh
i(k)=i=0;1;..;.N1とすると、y’
(k)は、
【0011】
【数2】
【0012】となり、学習同定法による係数更新の式は
【0013】
【数3】
【0014】となる。
【0015】ここに、 αは学習係数であり、一般に0
<α<=1の値が設定される。
【0016】近端話者が無音の時は係数の更新は正しく
行われるが、近端話者が音声を発したとき( 以下この状
態をダブルトーク状態と呼び、遠端和者の音声のみの場
合をシングルトーク状態と呼ぶ) は、誤差信号e(k)
が増加したように見え、係数の学習が正しく行われず、
音響エコーが消去できなくなり音声品質を著しく損ねて
しまう。
【0017】そこで、ダブルトーク状態を検出し係数の
学習を停止させる工夫が、例えば、特開平4−1277
21によって提案されている。
【0018】特開平4−127721記載の音響エコー
キャンセラ装置にはADFの前段タップ係数の2乗和と
後段タップ係数の2乗和から、前段の残差信号と後段の
残差信号に等価な値を算出し、それぞれの大きさの比較
と変化の状態からダブルトーク状態の検出を行い、係数
の更新を制御する方法が提案されている。
【0019】前記従来例では、主として、残差信号の変
化に基づいてダブルトーク状態の検出が行われるため、
ダブルトーク状態の発生からダブルトーク状態の検出ま
でに検出に要する時間だけ遅延が生じ、不快な雑音が生
じる恐れが有った。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はダブル
トーク状態の発生からダブルトーク状態の検出に至るま
での処理時間の点について配慮がされておらず、ダブル
トーク状態の検出が遅れ、短時間であるが不快な雑音が
発生するという問題があった。
【0021】本発明の目的はこの問題点に鑑みてなされ
たもので、ダブルトーク状態の検出を係数の更新に先立
って行うことにより、シングルトーク状態からダブルト
ーク状態に変化したときでも安定した動作が可能な音響
エコーキャンセラ装置を提供することにある。
【0022】
【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、前記受話信号出力端子から反響経路を介して前記
送話信号入力端子に廻り込む受話信号のエコー成分を含
む送話信号から複数個のタップを有する適応デジタルフ
ィルタを有する第1の擬似エコー信号生成手段から生成
される擬似エコー成分を差分して第1の残差エコーを求
める第1の減算回路と、前記タップ係数を入力音声及び
第1の残差エコーに応じて第1の残差エコーを零に収束
させるためにタップ係数を設定更新するためのタップ係
数更新手段とから構成される音響エコーキャンセラにお
いて、音響エコー信号から第2の擬似エコー信号を生成
するための固定デジタルフィルタを有する第2の擬似エ
コー信号生成手段から生成される擬似エコー成分を差分
して第2の残差エコーを求める第2の減算回路と、第2
の残差エコーの変化を観測しダブルトーク状態であるか
どうかを検出するためのダブルトーク状態検出手段と、
前記第2の擬似エコー信号生成手段に入力された入力音
声を一定時間遅延させるための第1の遅延手段と、前記
第1の減算手段に入力された音響エコー信号を一定時間
遅延させるための第2の遅延手段とを有する音響エコー
キャンセラを提供する。
【0023】また、第2の擬似エコー信号生成手段は固
定デジタルフィルタのタップ係数の個数が第1の擬似エ
コー信号生成手段のタップ係数の個数よりも少なく、前
記第1の擬似エコー信号生成手段のタップ係数の内、絶
対値の大きいタップ係数から順番に選出され、その選出
されたタップ係数は前記第1の擬似エコー信号生成手段
のタップ遅延と同一のタップ遅延を有する請求項1記載
の音響エコーキャンセラを提供する。
【0024】
【作用】第1の擬似エコー信号生成手段は、複数個のタ
ップを有する適応デジタルフィルタからなっていて、入
力音声から音響エコー信号を近似する第1の擬似エコー
信号を生成し、第1の減算手段は、音響エコー信号から
第1の擬似エコー信号を減算して残差信号を生成し、タ
ップ係数更新手段は、入力音声及び残差信号に応じて残
差信号を零に収束させるためにタップ係数を変化させ
る。
【0025】第2の擬似エコー信号生成手段は、固定デ
ジタルフィルタからなっていて、前記適応デジタルフィ
ルタのタップ係数の内、少なくとも1 つ以上の同一の値
のタップ係数を持っていて、第2の擬似エコー信号を生
成する。
【0026】第2の減算手段は、音響エコー信号から第
2の擬似エコー信号減算して第2の残差信号を生成し、
ダブルトーク状態検出手段は、第2の減算手段が生成し
た第2の残差信号の変化を観測することによってダブル
トーク状態を検出し、ダブルトーク状態検出手段がダブ
ルトーク状態を検出した場合は前記タップ係数更新手段
はタップ係数の更新を停止し、前記擬似エコー信号生成
手段に入力される入力音声と、前記減算手段に入力され
る音響エコー信号はそれぞれ独立した同一の遅延時間を
持つ遅延手段によって一定時間遅延されるために前記第
1の擬似エコー信号生成手段は、ダブルトーク状態が検
出された後、一定時間遅延された入力音声および音響エ
コー信号によって動作し、第2の擬似エコー信号生成手
段は固定デジタルフィルタからなっていて、第1の擬似
エコー信号生成手段を構成する適応デジタルフィルタの
係数の内、絶対値の大きいタップ係数から順番に選出さ
れ、しかも同一のタップ遅延を有しているので少ない演
算で、第1の擬似エコー信号を近似する第2の擬似エコ
ー信号を生成できるために前記ダブルトーク状態検出手
段は、精度良く、第1の擬似エコー信号生成手段に先行
してダブルトーク状態を検出できるためダブルトーク状
態検出直後であっても誤動作による不快なノイズ発生の
問題は生じない。
【0027】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1において、第1の擬似エコー信号生成手段
11は、複数個のタップを有する適応デジタルフィルタ
から構成され、入力音声から音響エコー信号y(t)を
近似する第1の擬似エコー信号y’1 (t)を生成す
る。また、第1の減算手段12は音響エコー信号から第
1の擬似エコー信号を減算し、残差信号e(t)を生成
する。前述の適応デジタルフィルタのタップ係数は実際
のエコー発生状態の変化に応じて、最適な音響エコー除
去特性を得られるように残差信号e1 (t)を用いてタ
ップ係数更新手段13は残差信号を零に収束させるため
にタップ係数を変化させる。第2の擬似エコー信号生成
手段16は、係数が変更できる半固定デジタルフィルタ
によって構成され、演算に用いるタップ係数は前述の適
応デジタルフィルタのタップ係数の内、タップ係数の絶
対値の大きい係数を選択し、タップ係数更新手段13に
よって供給される。その結果として、第1の擬似エコー
信号に近似した第2の擬似エコー信号e2 (t)が生成
される。
【0028】第2の減算手段17は、音響エコー信号か
ら第2の擬似エコー信号減算して第2の残差信号e
2 (t)を生成する。
【0029】ダブルトーク状態検出手段18は、第2の
残差信号の変化を観測することによってダブルトーク状
態を検出し、ダブルトーク状態であることが検出された
場合は前述のタップ係数更新手段13がタップ係数の更
新を停止される。
【0030】第1の擬似エコー信号生成手段11に入力
される入力音声および減算手段12に入力される音響エ
コー信号はそれぞれ独立した同一の遅延時間を持つ遅延
手段14,15によって一定時間遅延されるためにダブ
ルトークの検出のタイミングは、必ず前述の第1の擬似
エコー信号生成手段11が生成する第1の擬似エコー信
号に時間的に先行しているため、前記タップ係数更新手
段13はダブルトークが発生した音声信号に先行して係
数の更新を停止できるため、ダブルトークが発生した直
後であっても係数の更新が誤った方向に進むことはな
く、誤動作することはない。
【0031】第1の擬似エコー信号生成手段11を構成
する適応デジタルフィルタの係数の内、絶対値の大きい
タップ係数から順番に選出され、しかも同一のタップ遅
延を有しているので少ない演算で、第1の擬似エコー信
号を近似する第2の擬似エコー信号を生成できる。前述
のダブルトーク状態検出手段17は、精度良く、第1の
擬似エコー信号生成手段11に先行してダブルトーク状
態を検出できるためダブルトーク状態検出直後であって
も誤動作による不快なノイズ発生の問題は生じない。
【0032】次に、図2を用いて適応デジタルフィルタ
の実施例を説明する。会議室内のエコーの発生はそれぞ
れ異なる利得と遅延時間を持った複数のエコーパスによ
って生成される音声信号が加算された信号で、通常FI
R構造のフィルタによって近似できる。つまり、エコー
パスのインパルス応答に相当する応答を持つFIRフィ
ルタを用いればエコーパスを近似できる。
【0033】入力された音声信号はフィルタ内の直列に
接続された遅延素子によって単位遅延毎に順次遅延さ
れ、それぞれの遅延素子の出力は、それに続く遅延素子
に入力されると同時に乗算器に入力され、あらかじめ設
定された係数と乗算された後加算器によって総和が算出
され、フィルタ出力として出力される。
【0034】乗算器が接続された遅延素子出力は一般に
タップと呼ばれ、乗算器に与えられる係数をタップ係数
と呼ぶ。タップ係数が時間とともに変更できる構造のデ
ジタルフィルタを、適応デジタルフィルタと呼ぶ。
【0035】図2は原理的な構造を示したもので、実際
の回路構成は図3に示すようにデータを記録するメモ
リ、係数を記憶するメモリ、乗算と累積を行う累積乗算
器により結果を得る。また、専用化されたハードウェア
を用いずに、図2に示したような累積乗算器が内蔵され
た信号処理プロセッサ(DSP)を用いても同様の結果
を得ることができ、特にハードウェア開発工数が削減さ
れ、本発明を実現するのに好適である。信号処理プロセ
ッサ(DSP)には本発明によれば、ダブルトーク状態
検出手段は、音響エコーをキャンセルするための擬似エ
コー発生手段の係数を更新するタップ係数更新手段の動
作に時間的に先行してダブルトーク状態検出できるた
め、タップ係数更新手段の誤動作を防止でき、ダブルト
ーク状態検出直後であっても擬似エコー発生手段が間違
った擬似エコー信号を発生することがないという効果が
ある。
【0036】
【発明の効果】本発明は、このように構成されているた
めにダブルトーク状態検出手段によって音響エコーをキ
ャンセルするための擬似エコー発生手段の係数を更新す
るタップ係数更新手段の動作に時間的に先行してダブル
トーク状態を検出できるためにタップ係数更新手段の誤
動作を防止でき、かつ、ダブルトーク状態検出直後であ
っても擬似エコー発生手段が間違った擬似エコー信号を
発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の音響エコーキャンセラを示すブロック
図である。
【図2】本発明で用いられる適応デジタルフィルタの第
1の実施例を説明する図である。
【図3】本発明で用いられる適応デジタルフィルタの第
2の実施例を説明する図である。
【図4】音響エコーキャンセラの原理説明する図であ
る。
【符号の説明】
11 第1の擬似エコー信号生成手段 12 第1の減算手段 16 第1の擬似エコー信号生成手段 17 第2の減算手段 18 ダブルトーク状態検出手段

Claims (2)

    【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
    話信号出力端子から反響経路を介して前記送話信号入力
    端子に廻り込む受話信号のエコー成分を含む送話信号か
    ら複数個のタップを有する適応デジタルフィルタを有す
    る第1の擬似エコー信号生成手段から生成される擬似エ
    コー成分を差分して第1の残差エコーを求める第1の減
    算回路と、前記タップ係数を入力音声及び第1の残差エ
    コーに応じて第1の残差エコーを零に収束させるために
    タップ係数を設定更新するためのタップ係数更新手段と
    から構成される音響エコーキャンセラにおいて、音響エ
    コー信号から第2の擬似エコー信号を生成するための固
    定デジタルフィルタを有する第2の擬似エコー信号生成
    手段から生成される擬似エコー成分を差分して第2の残
    差エコーを求める第2の減算回路と、第2の残差エコー
    の変化を観測しダブルトーク状態であるかどうかを検出
    するためのダブルトーク状態検出手段と、前記第2の擬
    似エコー信号生成手段に入力された入力音声を一定時間
    遅延させるための第1の遅延手段と、前記第1の減算手
    段に入力された音響エコー信号を一定時間遅延させるた
    めの第2の遅延手段とを有することを特徴とする音響エ
    コーキャンセラ。
  2. 【請求項2】第2の擬似エコー信号生成手段は固定デジ
    タルフィルタのタップ係数の個数が第1の擬似エコー信
    号生成手段のタップ係数の個数よりも少なく、前記第1
    の擬似エコー信号生成手段のタップ係数の内、絶対値の
    大きいタップ係数から順番に選出され、その選出された
    タップ係数は前記第1の擬似エコー信号生成手段のタッ
    プ遅延と同一のタップ遅延を有することを特徴とする請
    求項1記載の音響エコーキャンセラ。
JP21652793A 1993-08-31 1993-08-31 音響エコーキャンセラ Pending JPH0774680A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000341658A (ja) * 1999-05-27 2000-12-08 Nec Eng Ltd 話者方向検出システム
JP2009100182A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Panasonic Electric Works Co Ltd 拡声通話装置
WO2016013667A1 (ja) * 2014-07-24 2016-01-28 株式会社エー・アール・アイ エコーキャンセラ装置

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