JPH0946276A - 拡声情報通信システム - Google Patents

拡声情報通信システム

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JPH0946276A
JPH0946276A JP19049595A JP19049595A JPH0946276A JP H0946276 A JPH0946276 A JP H0946276A JP 19049595 A JP19049595 A JP 19049595A JP 19049595 A JP19049595 A JP 19049595A JP H0946276 A JPH0946276 A JP H0946276A
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JP
Japan
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acoustic echo
reception signal
input
information communication
communication system
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Application number
JP19049595A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimasa Kusano
吉雅 草野
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小二乗法による適応処理アルゴリズムを用
いた音響反響除去装置において、ハウリング発生の確率
を低減させた拡声システムを提供する事を目的とする。 【解決手段】 該評価信号発生装置13により生起され
た擬似白色雑音とその空間応答信号から周波数伝達特性
を算出し、この評価値を基に入出力レベル比を制御する
事を特徴とした拡声情報通信システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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
出現する音響反響成分を除去する音響反響除去装置を用
いた拡声情報通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に音響反響除去装置は通信衛星およ
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。
【0003】図6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
−カとマイクロホンへと接続されている。
【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 = hT k (1) で表される。但し、 h=[h1 ,h2 ,・・・,hn T (2) x=[xK-1 ,・・・,xK-n T T :べクトルの転置 である。
【0005】一方、 時刻kTにおけるhの推定値をh
k とすれば、yk の推定値yskは、 ysk = hsk T x k (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(野田淳彦、南雲仁一:“シス
テムの学習同定法”計測と制御、7、9、pp.597-605(1
968))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 k )/xk T k (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
k が格納されている。αは推定の敏感さを決定する為
の係数更新利得で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。この係数更新利得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。又、この
係数更新利得αを残留音響反響の大きさにより可変制御
するものや室内特性に合わせて設定するものがある(例
えば、牧野昭二、小泉宣夫:“エコ−キャンセラの室内
音場における適応性能の改善について”、信学論
(A)、J71-A,12,pp.2212-2214(1988-12))。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】学習同定法等の最小二
乗推定方式を基にした適応動作アルゴリズムは、入力信
号が白色雑音の時に最大の推定性能を発揮する事が出来
る。しかし、実際に入力とされる信号はスペクトラムに
偏りを持つ音声信号である為、対象システムここでは音
響特性を推定しきれず、残留音響反響が該送話信号内に
混入してしまい、通信音質を劣化させるだけでなく、最
悪の場合通信回線のル−プ利得が、0dBを越えてしま
う状況に陥り、ハウリングが発生する確率が極めて高く
なる。従って、動作状態は不安定そのもので、高品質な
音声情報通信空間を提供できない。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、高速性と
動作安定性に優れ、高い適応性能を有し、常時大きな音
響反響消去量を維持しながら音響制御を行う音響反響除
去装置を用いた拡声情報通信システムを提供する事を目
的とする。
【0007】
【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の受話信号を入力とする擬似
インパルス応答レジスタを持つ可変係数ディジタルフィ
ルタと、該受話信号出力端子から音響反響経路を介して
該送話信号入力端子に入力される受話信号の音響反響成
分から該可変係数ディジタルフィルタで生起された擬似
音響反響を減算して求められる残差信号を最小とする様
に係数修正量演算回路にって係数系列が逐次更新される
音響反響除去装置を用いた拡声情報通信システムにおい
て、擬似白色雑音を生成する評価信号発生装置と、該擬
似白色雑音と該評価信号発生装置からの応答信号を周波
数変換する高速フーリエ変換装置と、該高速フーリエ変
換装置の周波数変換値にもとづいて空間周波数伝達特性
を算出する周波数伝達関数解析装置とから構成され、該
周波数伝達関数解析装置から出力される空間周波数伝達
特性によってハウリングの発生を低減させる拡声情報通
信システムを提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面にもと
づいて詳細に説明する。図1は本発明の音響反響除去装
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11と同一構成の装置に、評価信号発生装置1
2、高速フ−リエ変換装置13、周波数伝達関数解析装
置14、そして、切替えスイッチ15を追加した構成と
なっている。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の受話信号を入力とする
該擬似インパルス応答レジスタ9を持つ該可変係数ディ
ジタルフィルタ3と、該受話信号出力端子2から音響反
響経路を介して該送話信号入力端子4に入力される受話
信号の音響反響成分から該可変係数ディジタルフィルタ
3で生起された擬似音響反響を減算して求められる残差
信号を最小とする様に該係数修正量演算回路7によって
係数系列が逐次更新される音響反響除去装置11を用い
た拡声情報通信システムにおいて、該評価信号発生装置
13により生起された擬似白色雑音を受話信号出力端子
2から外部へと出力される。外部とは該拡声情報通信シ
ステムが用いられる居室の事である。該擬似白色雑音は
外部の音響特性の影響を受け、該送話信号入力端子4よ
り該拡声情報通信システム内部へと入力される。入力さ
れた応答信号は該高速フ−リエ変換装置13において周
波数変換される。又、該擬似白色雑音も該高速フ−リエ
変換装置13により周波数変換される。この変換された
両信号から該周波数伝達関数解析装置14が外部空間の
周波数伝達特性を算出する。算出された周波数伝達特性
は外部への入出力レベル比を決定する評価値としてデ−
タ入出力ポ−トを介して該拡声情報通信システムへと渡
される。この周波数伝達関数を算出している状態では、
切替えスイッチ15によって該音響反響除去装置11と
外部入出力は切り離されている。算出終了後直ちに該切
替えスイッチ15により該音響反響除去装置11は外部
入出力と接続され、解析装置部は切り離される事にな
る。この動作はデ−タ入出力ポ−トを介して該拡声情報
通信システム使用者が手動で行なう事もできるし、自動
起動させる事も可能である。該周波数伝達関数解析装置
14が算出する周波数伝達関数は、入出力レベルを決定
する評価値としてだけではなく、該拡声情報通信システ
ムを設置する時などのインフォメ−ションとして提供さ
れる。図2は本発明の該拡声情報通信システムの概要を
示すブロック図である。この図では、該周波数伝達関数
解析装置14から供給された評価値は、スピ−カ、マイ
クロホンの入出力レベルを決定している入出力変換装置
16に入力される。該入出力変換装置16では評価値を
基に空間周波数伝達特性が0dBを大きく上回らない様
に入出力レベルを制御する。この時の制御値は実験等に
より得られた最適値を該入出力変換装置16に予め格納
させておく。図3、図4、および図5に示したのは各段
階での演算結果である。図3は擬似白色雑音の周波数変
換されたもので、この例ではITU−T勧告G_722
を対象とした8kHzの帯域制限を行なっている。その
空間応答信号を周波数変換したものが図4である。音響
特性の影響を受けて周波数振幅が大きく歪んでいる事が
わかる。この両デ−タから該周波数伝達関数解析装置1
4により算出され伝達特性が図5に示した結果である。
この時の外部への入出力レベル比は1になる様にセット
しているので、算出された伝達関数は0dB付近を上下
している。この状態ではハウリングの発生確率が極めて
高うなってしまう。該入出力変換装置16ではこの状態
を検出して入出力レベルを制御する。
【0009】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような優れた効果が期待される。
【0010】(1)入出力レベル比を理想状態に出来る
ので、ハウリングの発生確率を低くする事が可能とな
り、高品質な音声情報通信空間を実現できる。
【0011】(2)適応処理アルゴリズムを用いた音響
反響除去装置では音声と背景雑音が混在した環境下では
入出力レベルが不安定となり、その性能を十分に発揮す
る事が出来ない。本発明を用いれば最適な入出力レベル
を設定可能となるので、安定した音響反響除去処理が実
現できる。
【0012】(3)通常、音響反響除去処理が使用され
る外部環境はその音響反響除去処理の性能を遥かに越え
ている場合が殆どである。その様な状況下でも本発明を
用いる事で、その性能の及ばない部分を補償し、違和感
の無い音声通信を提供する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発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。
【図2】本発明による拡声情報通信システムの概要を示
すブロック図である。
【図3】本発明による評価信号を高速フ−リエ変換した
結果のスペクトラムの一例を示す図である。
【図4】本発明による応答信号を高速フ−リエ変換した
結果のスペクトラムの一例を示す図である。
【図5】本発明による評価信号とその応答信号の各スペ
クトラムから算出した空間周波数伝達特性の一例を示す
図である。
【図6】従来技術による音響反響除去装置の基本構成例
を示すブロック図である。
【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 積和演算回路 11 音響反響除去装置 12 評価信号発生装置 13 高速フ−リエ変換装置 14 周波数伝達関数解析装置 15 切替えスイッチ 16 入出力変換装置

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、該受話
    信号入力端子の受話信号を入力とする擬似インパルス応
    答レジスタを持つ可変係数ディジタルフィルタと、該受
    話信号出力端子から音響反響経路を介して該送話信号入
    力端子に入力される受話信号の音響反響成分から該可変
    係数ディジタルフィルタで生起された擬似音響反響を減
    算して求められる残差信号を最小とする様に係数修正量
    演算回路にって係数系列が逐次更新される音響反響除去
    装置を用いた拡声情報通信システムにおいて、擬似白色
    雑音を生成する評価信号発生装置と、該擬似白色雑音と
    該評価信号発生装置からの応答信号を周波数変換する高
    速フーリエ変換装置と、該高速フーリエ変換装置の周波
    数変換値にもとづいて空間周波数伝達特性を算出する周
    波数伝達関数解析装置とから構成され、該周波数伝達関
    数解析装置から出力される空間周波数伝達特性によって
    ハウリングの発生を低減させることを特徴とする拡声情
    報通信システム。
JP19049595A 1995-07-26 1995-07-26 拡声情報通信システム Pending JPH0946276A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102401407A (zh) * 2011-11-10 2012-04-04 宁波方太厨具有限公司 油烟机的静电除油烟装置
JP2017183985A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 Necスペーステクノロジー株式会社 可変デジタルフィルタ回路、人工衛星搭載通信機器、移動通信端末、センサ装置および不要波除去方法

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