JPH09116614A - 反響消去装置 - Google Patents

反響消去装置

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JPH09116614A
JPH09116614A JP26964595A JP26964595A JPH09116614A JP H09116614 A JPH09116614 A JP H09116614A JP 26964595 A JP26964595 A JP 26964595A JP 26964595 A JP26964595 A JP 26964595A JP H09116614 A JPH09116614 A JP H09116614A
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陽一 羽田
Shoji Makino
昭二 牧野
Suehiro Shimauchi
末廣 島内
Junji Kojima
順治 小島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反響路が急激に変動してもハウリングを発生
しない。 【解決手段】 反響路h(n) へ送出される受話信号x
(n) と受話信号x(n) が反響路h(n) を経由した後の反
響信号y(n) から疑似反響路10を生成し、受話信号x
(n) を疑似反響路10の入力として得られる疑似反響信
号y^(n) を反響信号y(n) から差し引き反響信号y
(n) を消去する反響消去回路9と、受信信号側および送
信信号側の一方或は双方に損失を挿入する適応型損失制
御回路3とを組合わせた反響消去装置において、受話信
号x(n) 、反響信号y(n) 、反響信号y(n) から疑似反
響信号y^(n) を差し引いた誤差信号e(n) が入力され
るリセット回路を具備し、誤差信号e(n) のレベルが反
響信号y(n) のレベルより大きい場合疑似反響路10お
よび適応型損失制御回路3を初期化する反響消去装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、反響消去装置に
関し、特に、2線4線変換伝送路および拡声通話装置そ
の他の音声送受信装置においてハウリングの原因および
聴覚上の障害となる反響信号を消去し或は抑圧する反響
消去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例を図3を参照して説明する。図3
は伝送路を含む拡声通話装置において使用される反響消
去回路と適応型損失制御回路とを組み合わせた反響消去
装置の従来例を説明する図である。図3において、1は
送話マイクロホン、2は受話スピーカである。3は適応
型挿入損失回路全体を示す。この適応型挿入損失回路3
は損失制御回路4、受信側の可変損失器5、送信側の可
変損失器6、挿入損失量決定回路20により構成され
る。そして、xin(n) は受信信号を表し、x(n) は受信
側の可変損失器5を通過した後の受話信号を表す。9は
反響消去回路全体を示す。この反響消去回路9は、疑似
反響路10、反響路推定回路11、減算器12により構
成される。そして、h(n) は受話スピーカ2と送話マイ
クロホン1との間の反響路伝達特性(インパルス応答)
を示す。また、y^(n) は疑似反響信号、h^(n) は反
響路インパルス応答の推定値、y(n) は反響信号、s
(n) は送話信号、z(n) は送話マイクロホン1の出力信
号、e(n) は誤差信号、eout(n)は可変損失器6を通っ
た後の信号を表す。ただし、nは時間を表すパラメータ
である。また、説明の簡単化のために増幅器は省略して
いる。
【0003】反響消去回路9は、反響路推定回路11に
おいて反響路のインパルス応答を推定し、その推定値h
^(n) を疑似反響路10に入力する。次に、疑似反響路
10において、推定値h^(n) と受話信号x(n) の畳み
込み演算を実行して疑似反響信号y^(n) を合成する。
そして、減算器12において、マイクロホン1の出力信
号z(n) から疑似反響信号y^(n) を差し引く。反響路
インパルス応答の推定が良好に行なわれていれば、反響
信号y(n) と疑似反響信号y^(n) はほぼ等しいものと
なっており、この減算の結果、マイクロホン出力に含ま
れている反響信号y(n) は消去される。
【0004】疑似反響路10は反響路伝達特性(インパ
ルス応答)h(n) の経時変動に追従する必要がある。そ
のために、反響路推定回路11は、適応アルゴリズムを
使用して反響路インパルス応答の推定を行う。適応アル
ゴリズムとは、受話信号x(n) と誤差信号e(n) を使用
して誤差信号e(n) のパワーを最小にするインパルス応
答の推定値h^(n) を定めるアルゴリズムであって、L
MS法、学習同定法、ES法その他のアルゴリズムが知
られている。
【0005】ここで、疑似反響路10の係数が収束して
いない初期の段階の状態において、或は使用中に反響路
が変化した場合において、反響消去回路9の反響消去量
が低下してハウリングが生起する可能性がある。反響消
去装置は、この問題を解決するために、図3に示される
如く反響消去回路に適応型挿入損失回路を組み合わせて
構成し、ハウリングが起こらない程度の損失を挿入して
いる。
【0006】適応型挿入損失回路3は、反響消去回路9
を含めた音響結合量を挿入損失量決定回路20により測
定し、これに応じた損失量を決定し、損失制御回路4に
より受話側或は送話側に損失を与える。ところで、適応
型挿入損失回路3は受話側或は送話側に常に損失を与え
るものであり、これを単独で使用する場合は大きな損失
を挿入しなければならないので会話に切断感が生ずるこ
と、そして、反響消去回路9は初期の状態或は反響路伝
達特性が変化した場合にハウリングを起こす可能性があ
るところから、両者を独立して使用することは少なくな
ってきている。反響消去装置は、この理由からも、適応
型挿入損失回路3と反響消去回路9を組み合わせて構成
している。
【0007】挿入損失量決定回路20は、受信側の可変
損失器5を通過した後の信号x(n)および送信側の可変
損失器6を通過する前の誤差信号e(n) が入力され、こ
れらの信号レベルに基づいて反響消去回路9を含めた音
響結合量を推定し、挿入損失量を決定する。次に、この
決定の仕方を説明する。音響結合量の予測値G^は、受
話信号x(n) の短時間パワーPx(n)と誤差信号e(n) の
短時間パワーPe(n)を使用して、以下の通りに計算する
ことができる。
【0008】G^=Pe(n)/Px(n) この時、音響結合量の予測値G^が0dBより大きけれ
ば、受話信号x(n) と誤差信号e(n) との間の利得を0
dB以下にする損失量を挿入損失量決定回路20におい
て計算する。予測値G^が例えば6dBである場合、受
話信号x(n) と誤差信号e(n) との間の開ループ利得を
0dB以下に保持するには、挿入損失量を−6dB以下
にする。音響結合量が変化して、予測値G^が3dBに
なった場合、挿入損失量は−3dB以下にする。この様
にして決定された挿入損失量は損失制御回路4に入力さ
れる。
【0009】損失制御回路4には、受信信号xin(n) お
よび誤差信号e(n) が入力され、これらの信号レベルに
基づいて送受話状態の判定を行う。送受話状態の判定の
仕方は、受信信号xin(n) の短時間パワーPin(n) と誤
差信号e(n) の短時間パワーPe(n)を計算してその大き
さを比較し、Pxin(n)>Pe(n)の場合は受話状態と判断
し、挿入損失量決定回路20により決定され損失量を送
話側の挿入損失器6に与える。また、Pxin(n) <P
e(n)の場合は送話状態と判定し、受話側の損失器5に損
失を挿入する。この結果、反響消去装置全体のループゲ
インを常に1以下に保持し、ハウリングを防止すること
ができる。
【0010】以上の通り、適応型挿入損失回路3と反響
消去回路9を組み合わせた反響消去装置においては、反
響消去回路9の反響消去量が少なく、その結果反響消去
回路を含めた音響結合量が大きい場合は、適応型挿入損
失回路3の挿入損失量を大きくして反響を抑圧すると共
に、反響消去回路9により或る程度反響信号が取り除か
れて反響消去回路9を含めた音響結合量が小さい場合
は、適応型挿入損失回路3の挿入損失量を小さくするこ
とができる。即ち、反響消去回路9と適応型挿入損失回
路3の有する欠点を相補うことができ、通話品質を改善
することとなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、適応型損失制
御回路と反響消去回路を組み合わせた以上の通りの反響
消去装置には、マイクロホンが端子から抜けた、或はス
ピーカが端子から抜けたという様な急激な反響路変動が
発生した場合、音響結合量の推定或は疑似反響路の推定
が間に合わず、疑似反響路を介してハウリングが起こる
可能性が依然として存在する。ハウリングが起こらない
場合も、減算器12の出力する誤差信号e(n) はマイク
ロホンが端子から抜けた場合にe(n) =y^(n) とな
り、疑似反響信号が伝送されるという問題が生ずる。
【0012】この発明は、上述の問題を解消した反響消
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h(n) へ送出され
る受話信号x(n) と受話信号x(n) が反響路h(n) を経
由した後の反響信号y(n) とから疑似反響路10を生成
し、受話信号x(n) を疑似反響路10の入力とすること
により得られる疑似反響信号y^(n) を反響信号y(n)
から差し引くことにより反響信号y(n) を消去する反響
消去回路9と、受信信号側および送信信号側の一方或は
双方に挿入損失量が可変な損失を挿入することにより通
信路の1巡ループ利得が1を超えるのを抑圧する適応型
損失制御回路3とを組合わせた反響消去装置において、
受話信号x(n) と、反響信号y(n) と、反響信号y(n)
から疑似反響信号y^(n) を差し引いた誤差信号e(n)
とが入力されるリセット回路22を具備し、リセット回
路は、誤差信号e(n) のレベルが反響信号y(n) のレベ
ルより大きい場合、疑似反響路10の特性を予め決めら
れた初期状態にし、更に適応型損失制御回路3の損失量
を初期値に戻すものである反響消去装置を構成した。
【0014】そして、受話信号x(n) を反響路へ送出す
る端子31或は送話信号s(n) を受信する端子32の一
方或は双方が開放していることを判定する端子開放判定
回路22’を具備し端子開放判定回路22’は、受話信
号x(n) を反響路へ送出する端子31或は送話信号s
(n) を受信する端子32の一方或は双方が開放している
場合、疑似反響路10の特性を予め決められた初期状態
にし、更に適応型損失制御回路3の損失量を初期値に戻
すものである反響消去装置を構成した。
【0015】
【発明の実施の形態】この発明は、適応型損失制御回路
と反響消去回路を組み合わせた反響消去装置に対して、
マイクロホンが端子から抜けた、或はスピーカが端子か
ら抜けたという様な急激な反響路の変動に対応して、誤
差信号がマイクロホン出力信号より大きな場合は、挿入
損失量を予め決められた大きな値にし、更に疑似反響路
の係数をすべて0とする初期化をする。
【0016】この発明は、また、適応型損失制御回路と
反響消去回路を組み合わせた反響消去装置に対して、マ
イクロホンが端子から抜けた、或はスピーカが端子から
抜けたという様な急激な反響路の変動に対応して、マイ
クロホン或はスピーカが接続する端子から解放したか否
かを判定する端子解放判定回路を設け、これら端子の一
方或は双方が解放している場合、挿入損失量を予め決め
られた大きな値にし、更に疑似反響路の係数をすべて0
とする初期化をする。
【0017】以上の通りにすることにより、反響消去回
路と適応型損失制御回路とを組み合わせたこの発明の反
響消去装置は、マイクロホンが端子から抜けた、或はス
ピーカが端子から抜けたという様な急激な反響路の変動
に対してもハウリングを発生することはない。
【0018】
【実施例】この発明の実施例を図1を参照して説明す
る。図1において、図3の部材と共通する部材には共通
する参照符号を付与している。図1に示されるこの発明
の反響消去装置の実施例は、図3に示される反響消去装
置にリセット回路22を付加したものに相当する。以
下、リセット回路22を中心としてこの発明の反響消去
装置の実施例を詳述する。
【0019】リセット回路22は、疑似反響路10に対
して疑似反響路リセット信号R1 を供給し、挿入損失量
決定回路20に対して挿入損失量リセット信号R2 を供
給する。リセット回路22には、マイクロホン出力信号
z(n) 、誤差信号e(n) および受話信号x(n) が入力さ
れ、先ず、収束量EC(n) を、
【0020】
【数1】
【0021】として計算する。ここで、Mは予め決めら
れた値である。次に、受話信号x(n)の信号レベルを短
時間パワーとして、
【0022】
【数2】
【0023】として計算する。ここで、短時間パワーP
x(n)が予め決められたしきい値Pxth 以上である場合
で、且つ、収束量EC(n) が予め決められた正のしきい
値DEC以上であるか否かを判断する。反響消去回路9が
正しく動作している場合は、送話信号s(n) が存在する
場合においても常に収束量EC(n) は0以下の負の値に
なる。この収束量EC(n) が正の値になるということは
反響消去回路が正しく動作していないことを意味してい
る。例えば、極端な場合として、マイクロホンが端子か
ら抜けた場合を考える。この時、Px(n) >Pxth であ
れば受話信号が存在するので、疑似反響信号y^(n) は
受話信号x(n) と反響路インパルス応答の推定値h^
(n) が畳み込まれた信号として出力される。この場合、
マイクロホンが抜けているので、マイクロホン出力信号
z(n) =0であるが、誤差信号はe(n) =y^(n) とな
り、EC(n) は明らかに正の大きな値を出力することと
なる。この様に、EC(n) が正の値を示すことは反響消
去回路が異常であることを示している。従って、EC
(n) の値が正の予め決められたしきい値DEC以上である
場合は、リセット回路22はリセット信号R1 およびリ
セット信号R2 を出力する。疑似反響路10は、リセッ
ト信号R1 を受け取った場合、疑似反響路の係数をすべ
て0にリセットする。そして、挿入損失量決定回路20
は、リセット信号R2 を受け取った場合、挿入損失量を
予め決められた大きな値にリセットする。
【0024】適応型損失制御回路3と反響消去回路9を
組み合わせた反響消去装置は、以上のリセット回路22
を設けることにより、マイクロホンが端子から抜けた、
或はスピーカが端子から抜けたという様な急激な反響路
の変動に対してもハウリングを発生することはない。こ
の発明の他の実施例を図2を参照して説明する。図2に
示される他の実施例は、図1の実施例におけるリセット
回路22を端子解放判定回路22’に置換したものに相
当する。図2において、図1の部材と共通する部材には
共通する参照符号を付与している。
【0025】図2において、端子解放判定回路22’
は、スピーカ端子31およびマイクロフォン端子32に
接続しており、スピーカ端子31およびマイクロフォン
端子32に電流値が存在するか否かを判定し、或はこれ
ら端子自体が解放しているか否かを判定する回路であ
る。端子解放判定回路22’は、スピーカ端子31およ
びマイクロフォン端子32の一方或は双方に電流値が存
在せず、或はこれら端子の一方或は双方が解放している
と判定した場合、リセット信号R1 およびリセット信号
2 を出力する。疑似反響路10は、リセット信号R1
を受け取った場合、疑似反響路の係数をすべて0にリセ
ットする。そして、挿入損失量決定回路20は、リセッ
ト信号R2 を受け取った場合、挿入損失量を予め決めら
れた大きな値にリセットする。
【0026】適応型損失制御回路3と反響消去回路9を
組み合わせた反響消去装置は、以上の端子解放判定回路
22’を設けることにより、マイクロホンが端子から抜
けた、或はスピーカが端子から抜けたという様な急激な
反響路の変動に対してもハウリングを発生することはな
い。
【0027】
【発明の効果】以上の通りであって、反響消去回路と適
応型損失制御回路とを組み合わせたこの発明の反響消去
装置は、マイクロホンが端子から抜けた、或はスピーカ
が端子から抜けたという様な急激な反響路の変動に対し
てもハウリングを発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】適応型損失制御回路と反響消去回路を組み合わ
せた反響消去装置の実施例を示すブロック図。
【図2】他の実施例を示すブロック図。
【図3】適応型損失制御回路と反響消去回路を組み合わ
せた反響消去装置従来例を示すブロック図。
【符号の説明】 1 送話マイクロホン 2 受話スピーカである。 3 適応型挿入損失回路 4 損失制御回路 5 受信側の可変損失器 6 送信側の可変損失器 9 反響消去回路 10 疑似反響路 11 反響路推定回路 12 減算器 20 挿入損失量決定回路 22 リセット回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 順治 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】 反響路へ送出される受話信号と受話信号
    が反響路を経由した後の反響信号とから疑似反響路を生
    成し、受話信号を疑似反響路の入力とすることにより得
    られる疑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反響消去回路と、受信信号側および
    送信信号側の一方或は双方に挿入損失量が可変な損失を
    挿入することにより通信路の1巡ループ利得が1を超え
    るのを抑圧する適応型損失制御回路とを組合わせた反響
    消去装置において、 受話信号と、反響信号と、反響信号から疑似反響信号を
    差し引いた誤差信号とが入力されるリセット回路を具備
    し、 リセット回路は、誤差信号のレベルが反響信号のレベル
    より大きい場合、疑似反響路の特性を予め決められた初
    期状態にし、更に適応型損失制御回路の損失量を初期値
    に戻すものであ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、 受話信号を反響路へ送出する端子或は送話信号を受信す
    る端子の一方或は双方が開放していることを判定する端
    子開放判定回路を具備し 端子開放判定回路は、受話信号を反響路へ送出する端子
    或は送話信号を受信する端子の一方或は双方が開放して
    いる場合、疑似反響路の特性を予め決められた初期状態
    にし、更に適応型損失制御回路の損失量を初期値に戻す
    ものであることを特徴とする反響消去装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007060644A (ja) * 2005-07-28 2007-03-08 Toshiba Corp 信号処理装置
US7231036B2 (en) 2002-11-12 2007-06-12 Oki Electric Industry Co., Ltd. Anti-howling circuit detecting howling from effect of predicted echo signal
US8335311B2 (en) 2005-07-28 2012-12-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Communication apparatus capable of echo cancellation

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US8335311B2 (en) 2005-07-28 2012-12-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Communication apparatus capable of echo cancellation

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