KR100300248B1 - 서브대역음향에코소거기 - Google Patents

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KR100300248B1
KR100300248B1 KR1019950054930A KR19950054930A KR100300248B1 KR 100300248 B1 KR100300248 B1 KR 100300248B1 KR 1019950054930 A KR1019950054930 A KR 1019950054930A KR 19950054930 A KR19950054930 A KR 19950054930A KR 100300248 B1 KR100300248 B1 KR 100300248B1
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엘리 웨이스 , 알 비 레비
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Abstract

본 발명은 서브대역 적응형 필터 및 상기 서브대역과 연관된 필터 탭을 구비하는 화상통신의 화상회의 룸에 대한 서브대역 음향 에코 소거기에 관한 것이다. 본 발명은 서브대역들 사이에 필터 탭을 할당하는 것을 제어하기 위해 가중치 리스트를 구비한 데이타 저장 장치를 제공한다. 가중치에 의해 결정될 때 최적의 탭프로파일은 룸 음향 임펄스 응답과, 원격 단부 사용자가 경험하여 지각한 인간 음향 감도의 하나 이상의 측정치를 기초로 하는 가중 조정값의 합성이다. 또한, 입력 경로의 치찰음 에너지의 검출에 응답하는 상기 가중치의 주기적인 동적 조정값은 에코 소거 동작을 향상시킨다. 상기 룸 음향 임펄스 응답의 동적 측정 및 갱신에서는 높은 정밀도를 제공한다.

Description

서브대역 음향 에코 소거기
제 1 도는 설정된 화상회의 룸에서 전개된 통상적인 서브대역 음향 에코 소거기의 일반적인 기능도.
제 2 도는 남성 및 여성에 대한 장기적으로 합성된 상대적인 음성 세기 스펙트럼을 나타낸 그래프.
제 3 도는 인간 청력의 동일한 소리의 세기 윤곽을 나타낸 그래프.
제 4 도는 20%의 곤혹도(annoyance level)를 충족시키는데 필요한 일반적으로 허용된 에코 감쇄의 측정을 도시한 그래프.
제 5 도는 장기간의 합성 음성의 소리의 세기 변환에 대응하고, 제 2 도에 도시된 그래프의 소리의 세기 변환을 포함하는 특정 탭의 그래프.
제 6 도는 인간 청력의 소리의 세기 곡선에 대응하고, 제 3 도에 도시된 그래프의 소리의 세기 변환을 포함하는 탭의 그래프.
제 7 도는 에코 지각에 대응하고, 제 4 도에 도시된 소리의 세기 변환을 포함하는 특정 탭의 그래프.
제 8 도는 바람직한 균일한 필터 탭 프로파일의 예에 대한 본 발명의 개선을 나타낸 도면.
제 9 도는 모델화된 필터 탭 프로파일의 예에 대한 본 발명의 개선을 나타낸 도면.
제 10 도는 제 1 도에 도시된 기능도에 본 발명에 따른 개선을 추가한 도면.
제 11 도는 필터 탭 프로파일을 개선하여 음향 에코로부터 임의의 단기간 음성 성분을 제거하는 능동 회로의 도면.
제 12 도는 본 발명의 데이타 프로세싱 단계를 요약한 프로세스.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 서브대역 음향 에코 소거기 11 : 룸
12 : 룸 반향 표면 13 : 에코 경로
14 : 룸 확성기 15 : 마이크로폰
17, 22 : 서브대역 분석기 19 : 서브대역 적응형 필터
24 : 서브대역 합성기 31 : 임계 회로
32 : 컨버터 33 : 테이블 저장 장치
40 : 임펄스 응답 장치 41 : 컴퓨터
본 발명은 화상통신의 음성 화상회의 시스템(telecommunication speech teleconferencing systems)에서의 서브대역 음향 에코 소거(subband acoustic echo cancellation)에 관한 것으로, 특히 물리적 및 인간의 지각 감도 요소(human perceptual sensitivity factors)의 합성인 가중 함수(weighting functions)에 따라, 상기 시스템에 사용되는 적응형 필터(adaptive filter)의 탭의 수를 선택하는 신규한 방안에 관한 것이다.
현대의 전 이중 화상회의 시스템(full-duplex teleconferencing systems)에서, 서브대역의 음향 에코 소거기는 지역 룸 마이크로폰(local room microphone)에 입사하는 반향음(reverberant sound)을 소거하여, 원격 단부 사용자(far end user)가 에코되는 자신의 음성을 청취하지 못하도록 하는데 사용된다. 이들 장치는, 광 대역 음성 신호(wide-band speech signals)를 각각이 독립적인 적응형 필터와 연관된 여러 해체 서브대역(disjoint subbands)으로 분해하고, 각 서브대역에 대한 임펄스 응답 함수(impulse response function)를 제공하여, 각 서브대역내에 포함된 룸 임펄스 응답 성분(component of the room impulse response)을 에뮬레이트함으로써, 마이크로폰과 확성기 사이의 개방된 공기 소리 경로(open air soundpaths)의 특성을 모델화한다.
서브대역 음향 에코 소거기는 서브대역 사이에 할당되는 다수의 적응형 필터 "탭"을 포함한다. 이러한 할당은 균일할 수도 있고(즉, 각 대역에 동일한 수의탭을 가짐) 불균일할 수도 있다. 전체 서브대역을 통해 합산된 실행가능한 탭의 최대의 수는 에코 소거기에서 사용되는 하드웨어의 실시간 프로세싱 능력을 가진공지의 함수이다. 이러한 조건이 주어지면, 실행 가능한 탭의 수는 최대 가능한 반향 음향 에너지를 제거하기 위해 계산된 몇몇 최적화된 필터 탭 "프로파일"의 전체 서브대역을 통해 분포됨을 유의하여야 한다. 전형적인 탭 프로파일은 예를 들어, 최대 에코 경로 보상 능력 대 서브대역(즉, 주파수)의 수의 평가치(assesment)에 기초한다. 이러한 유형의 탭 프로파일은 잘 알려진 전형적인 룸 음향 임펄스응답 함수의 전체 특성을 나타내는 데이타로부터 도출되며, 상기 응답의 진폭은 시간 및 주파수가 증가함에 따라 감쇠하는 사실을 고려해야 한다. 이러한 방안을 사용하여, 서브대역의 수가 증가함에 따라 대략 지수적으로 감소하는 각각의 서브대역의 탭 할당과 함께, 대부분의 탭을 최하위 서브대역에 간단히 할당하는 것은 에코 소거기의 필터 탭 프로파일을 설정하는 공통적인 실행 방식이다. 이러한 할당은 상기 서브대역에서 보다 낮은 주파수로 필터 탭을 보다 많이 가중시키며, 상기 서브대역 음향 에코 소거기에 저장된 탭 카운트 테이블을 사용함으로써 수행된다.
이러한 통상적인 탭 할당 및 가중 방안의 한가지 단점은 가중 수행에서 인간지각 현상(human perceptua1 phenomena)에 대해 어떠한 표시자(indicia)가 존재하지 않는다는 점이다. 이러한 현상은 원격 단부 사용자가 에코의 성분을 실질적으로 지각하여 이 사용자가 당황하게 하는 정도에 큰 영향을 끼친다.
본 명세서에 개시된 접근 방안은 인간 지각 현상의 표시자를 대부분의 사용자에게 널리 적용되는 서브대역 에코 소거기의 적응형 필터 탭 할당 테이블 또는 프로파일로 통합하는 것이다. 본 발명은 특히 에코가 원격 단부 스피커에 의해 지각되는지의 여부를 나타내는 결정 요소가 인접 단부의 화상 회의 룸에서 발생되는 것과 같이 상대적인 지각된 반향 음성의 세기임을 이해하여야 한다.
일 실시예에서, 본 발명은 서브대역 음향 에코 소거기용의 적응형 필터 탭 프로파일을 제공하며, 이 프로파일은 룸의 물리적인 음향의 속성과, 지각된 음성 세기의 품질과 연관된 인간 지각 감도 모두의 함수이다. 남성 및 여성에 대해 상대적인 세기 스펙트럼에 관한 데이타는 탭 가중 함수로 통합되어, 탭이 보다 낮은 서브대역을 포함하는 피크 에너지에 집중되도록 한다. 이러한 개념을 좀 더 변화시키면, 탭 프로파일은 일시적인 무성음 음성(unvoiced speech) 특히("s" 소리와 같은) 치찰음(sibilants)의 성분에 대해 짧은 주기로 응답하면 더욱 최적화될 수 있다. 이와 같은 음성 성분의 세기는 2KHz 이상의 주파수에서 나타나며, 이는 장주기의 남성/여성 음성 세기 스펙트럼의 최하위 서브대역에서 검출된 피크의 상대적인 세기 레벨(peak relative power level)과 비교된다. 따라서, 이들 치찰음 성분에 의해 화상 회의동안 룸에서 발생된 반향 에너지는 상기 탭 프로파일을 최상단 대역으로 능동적으로 쉬프트시기므로써 더욱 효과적으로 제거될 수 있다.
본 발명의 탭 최적화 개선에 대한 또다른 변화는 이하 상세히 개시될 것이다.
제 1 도에는 화상회의 룸과 같은 룸(11)에서 동작하는 일반화된 서브대역 음향 에코 소거기(10)가 도시되어 있다. 소거기(10)는 입력 라인(16) 및 출력 라인(25)을 통해서 화상통신 네트워크(telecommunication network)(도시되지 않음)에 직접 접속된다. 룸 반향면(12)은 룸의 기하학적인 면에 따르는 다수의 에코 경로를 정의하며, 이러한 하나의 예의 경로는 참조부호(13)로 도시되어 있다. 룸 확성기(14)로부터 발산되는 원격 단부로부터의 음성은 경로(13)(및 다른 경로)를 따라 전파되며 소정의 시간이 경과된 후 마이크로폰으로 입력된다. 소거기(10)는 라인(18)을 통해 입력 경로(16)에 접속되는 서브대역 분석기(17)와 마이크로폰(15)에 접속되는 룸 서브대역 분석기(22)를 포함하는 통상적인 적응형 소자를 포함한다. 서브대역의 적응형 필터 뱅크(19)는 n1..., nM으로 표시된 다수의 필터 탭을 포함한다. 여기서 M은 개별적인 서브대역의 수이다. 룸 서브대역 분석기(22)는 분석기(17)와 동일한 서브대역 구조를 갖도록 설정된다. 분석기(22)는 원치 않은 에코가 포함된 원격 단부의 음성 신호를 마이크로폰(15)으로부터 수신한다. 요구 되는 필터(19)의 출력은 신호들의 세트이며, 이들 신호는 룸(11)의 가정된 임펄스 응답, 프로파일내의 필터 탭의 실행 가능한 수 및 모든 서브대역을 통해 합산된 필터 탭의 가중치를 기초로 하여, 합산기(summer)(23)에서 분석기(22)의 출력과 선택 사양적으로 감산하여 조합한다. 감소된 원격 단부 스피커의 에코 에너지의 내용을 포함하는 조합 결과의 신호는 서브대역 합성기(24)로 인가되며, 합성기(24)는 에코 소거된 서브대역 신호로부터의 전 대역의 외부(전송) 음성 신호를 재합성한다. 에코가 제거된 신호는 출력 신호 경로(25)를 통해 네트워크로 전송된다. 음향 에코 소거기에서 사용되는 적응형 필터에 대한 상세한 설명은 디. 엘. 두트와일러(D.L Duttweiler)에 의해 기술된 "A" Twelve-Channel Digital Voice Echo Canceller"이란 명칭의 IEEE Trans. Comm., COM-26, N. 5, May 1978, pp. 647-653의 문헌에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 참조로 인용된다.
에코는 수신된 원격 단부 신호가 여기(excitation)를 제공하는 오디오 스펙트럼 영역에서만 나타낸다. 원격 단부 신호가 음성이면, 공지의 장 주기의 음성 특성(long-term characteristics of speech)은 본 발명에 따라 탭 프로파일 형태를 향상시킨다. 제 2 도에는 남성 및 여성의 화자(speaker)의 합성에 대한 음성의 상대적인 세기 스펙트럼이 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 곡선의 1000Hz 이하의 영역에서는 다량의 음성 에너지를 포함하는 것으로 나타나 있다. 따라서, 탭 프로파일은 이러한 영역에 집중된 소리의 세기 필터 탭 가중 함수(loudness filter tap weighting function)에 의해 개선 즉, 최적화될 수 있다.
이하, 소리의 세기 가중 함수를 구현하는 하나의 방안이 "최소 제곱(least squares)"의 최적화 기법을 기초로 하여 기술될 것이다. 그러나, 프로파일의 최적화는 정수 선형 프로그래밍 과제(integer, linear programming problem)와 같이 다른 기법을 기초로 하여 수행될 수도 있음을 이해해야 한다.
M 서브대역 탭 프로파일에 대해, i는 서브대역 색인을 지칭하고(i = 1,2,3,..., M), di는 서브대역 i에 대해 이상적이거나 혹은 바람직한 필터 탭 프로파일의 탭의 수를 지칭한다. 바람직한 프로파일 {d1, d2,···, dM}은 인접 단부 룸(near-end room)의 물리적 음향 속성으로부터 도출되거나 혹은 검출된다.
제한된 최소 제곱의 최소화 과제(constrained least-squares minimization problem)는 아래와 같이 나타낸다.
두가지 조건에 있어서,
전술한 조건에 있어서, 항 {ni}은 조건(1b) 및 조건(1c)에서 비 네가티비티(non-negativity) 및 프로파일 크기의 조건에 따르는 함수(1a)에서 가중된 제곱 에러를 최소화하기 위한 최적의 서브대역 필터 탭의 카운트이다. 가중치 {Wi}는 서브대역 수(subband number)의 함수로서, 해결 방안에서 상대적 에러를 제어하는데 사용되는 "중요한" 요소이며, 본 발명에서는 물리적인 요소 및 지각 요소를 모두 합성 한다.
이러한 방법으로 도식화된 최적의 필터 탭의 프로파일은 제한된 정수 2차 프로그래밍 과제(constrained integer quadratic programming problem)에 대한 해결책으로서 획득될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 디. 지. 루엔버거(D. G. Luenberger)에 의해 기술되고, 뉴욕 소재의 죤 윌리 앤드 선즈사(John Wiley ＆ Sons,Inc.)에 의해 1969년 간행된 "Optinization by Vector Space Methods"에 개시되어 있으며, 이는 본 발명에서 참조로 인용된다.
제한된 정수 2차 프로그래밍 문제점을 해결하기 위한 수치적인 프로시듀어(numerical procedures)는 본 기술 분야에서 잘 알려져 있지만, 서브대역 음향 에코 소거기의 적응형 필터 탭 프로파일을 최적화시키는 본 발명에 특히 바람직한 폐쇄 형태(closed-fornl)의 해결방안은 단순화하여 구현될 수도 있다. 특히, (부동 소수점) 실수가 정수 서브대역 탭 카운트 ni대신 사용된다. 그 후, 최적의 실수 ni가 결정되면, 이 실수는 정수로 자리 올림되어 전술한 조건(1c)을 이용함으로써 해가 구해진다. ni대신 실수를 이용하면, 함수(1a)의 해는 전술한 참조 문헌에 따른 볼록 함수(convex functional)의 제한된 최적화 이론을 적용함으로써 용이하게 도출될 수 있다.
이하, 최소 제곱의 최적화 기법을 사용함으로써 본 발명에 따른 복합 가중 함수를 구현하는 방안이 기술될 것이다.
제 3 도에는 1000Hz의 50dB 소리의 세기 레벨(sound power level:SPL) 소스로 측정된 인간의 청력과 동일한 소리의 세기 윤곽 그래프가 도시되어 있다. 제 4 도에는 일반적으로 허용되는 20% 곤혹도(annoyance level)를 충족시키는데 필요한 에코의 감쇄(echo attenuation)가 도시되어 있다. 주어진 에코 지연에서, 수직축의 값은 20% 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼지 않도록 하는데 필요한 소스에 대한 에코 데시벨의 감쇄이다. 제 3 도 및 제 4 도 모두 디. 데이비스(D. Davis) 및 씨. 데이비스(C. Davis)에 의해 기술되어, 인디아나주의 카멜 소재의 에이취. 더블류. 삼스 앤드 캄파니(H. W. Sams ＆ Co.)에 의해 1987년 간행된 "Sound System Engineering"이란 명칭의 문헌에 나타나 있다.
상대적인 세기로 표시할 때, 제 2 도 내지 4 도의 감도 곡선은 소리 압력 레벨의 차이를 나타낸다. 그러나, 원격 단부 사용자의 청취에 있어서 중요한 것은 한쪽 소리와 다른쪽 소리간의 세기를 지각하는 것이다. 데이비스 등에 의해 기술된 일반적으로 인간 청력에 대해 허용된 소리의 세기 관계는 소리원의 SPL을 각각 10dB씩 증가(또는, 감소)시킬 경우 두 요소에 의해 지각된 소리의 세기가 증가(또는, 감소)하는 것으로 나타난다. dB-SPL로 측정된 두 레벨 ℓ1및 ℓ2에 대해서, 레벨 ℓ1에서 ℓ2로 진행하는 소리의 세기 변화는 다음과 같이 변한다.
(2) 소리의 세기의 변화 = 2(ℓ2-ℓ1)/10의 조건으로 변한다.
제 2 내지 4 도에 도시된 곡선은 데시벨 등급으로 나타난다. 이들 값을 최소 제곱의 기본 구성의 가중 함수로 변환시키기 위해서는 모든 값이 0dB 이상이 되도록 스케일을 오프셋(offset)해야 한다. 그후, 조건(2)를 사용하여 감도 눈금을 요구되는 소리의 세기 스케일로 변경시킨다. 이러한 하나 이상의 함수를 승산하여 조합하면 최종 가중 함수가 형성된다. 제 5,6 및 7 도에는 각기 제 2,3 및 4 도의 감도 곡선의 소리의 세기 변환이 도시되어 있다. 이들 데이타는 개선된 탭 프로파일을 설계하는데 사용될 수 있다.
이러한 탭 프로파일 설계는 제 8 도에 도시된 요구되는 균일한 프로파일을 기초로 하며, 제 8 도는 (탭 입도(tap granularity) 당 2msec 동안) 250msec의 균일한 에코 경로 보상에 대한 구성을 도시한 도면이다. 이러한 프로파일 크기에서 탭의 수는 3500(28×125)이며, 전형적인 현재 사용되는 하드웨어 구현에서 경제적으로 실행 가능한 탭의 수보다 훨씬 크다. 제 8 도에는 이와 같이 요구되는 프로파일에 대한 두가지 최적의 설계가 도시되어 있다. 제 1 설계는 단지 제 6 도에 도시된 청취 감도 가중 함수(sensitivity weighting function)만을 이용한다. 제 2 설계는 제 6 도에 도시된 청취 감도와 제 5 도에 도시된 장기간의 음성 세기 가중치를 합성(특히, 곱)하여 이용한다. 이러한 예에서, 요구되는 프로파일은 균일하고, 에코 지각 가중치는 적용할 수 없기 때문에, 모든 서브대역은 에코 곤혹도에 대해 동일하게 가중된다. 청취 감도 가중치에 대한 최적의 프로파일만을 고려할 때, 최적의 프로파일은 제 6 도의 형태를 나타냄을 이해할 것이다. 그 결과, 대부분의 이용 가능한 탭이 청취가 가장 민감한 지역인 중간 대역 영역(mid band region)에 집중된다. 장기간의 음성 세기 가중 함수가 청취 감도 가중 함수와 결합될 경우, 표시된 바이어스는 보다 낮은 서브대역 방향으로 발생된다. 중간 대역 영역에서 청취 감도 가중치가 집중되면, 상기 중간 대역 영역의 최적의 프로파일에 작은 험프(hump)가 존재하게 된다.
제 9 도에는 개선된 탭 프로파일의 제 2 예를 도시한 것으로, 요구되는 탭 프로파일내에 전체 2550개의 탭이 존재하게 된다. 이 프로파일은 전형적인 작은 룸에서 측정함으로써 도출되며, 상기 룸에 대해 -60dB상의 반향 레벨의 인접 범위를 주파수의 함수로서 나타낸다. 이러한 임펄스 응답의 -60dB 응답의 범위는 본질적으로 일률적인 주파수로 감쇄되며, 이러한 경로에 따른 반향 시간은 제 9 도에 도시된 요구되는 프로파일과 거의 일치한다.
제 9 도에는 이와 같이 요구되는 프로파일에 대해 4개의 최적의 필터 탭 설계를 수행한 결과가 도시되어 있다(개개의 설계의 차이를 구별하기 위하여 대조 그래프를 사용한다). 먼저, 두 설계는 전술한 예의 두 설계와 동일한 가중치를 이용한다. 제 3 설계는 제 6 도에서의 청취 감도 및 제 7 도에서의 에코 지각의 합성을 이용한다. 4 번째 설계는 제 6 도에서의 청취 감도, 제 5 도에서의 음성 세기 가중치 및 제 7 도에서의 에코 지각의 합성을 이용한다. 에코 지각 가중치는 제 2 예에 적용가능한데, 그 이유는 요구되는 필터 탭 프로파일이 균일하지 않기 때문이다.
청취 감도 가중치 및 결합된 청취와 음성 가중치의 결과로 나타나는 설계는 제 1 예에서 균일하고(편평한) 프로파일 설계로 구현하는 것과 유사하다. 특히, 에코 지각 감도 가중치를 부가적으로 결합하는 제 2 예의 제 3 및 제 4 설계에서는 탭 프로파일 설계시 더욱 길게 지연되는 에코에 대한 인간의 청각에 부가함으로써 획득되는 미세하지만 실질적인 효과를 나타낸다. 즉, 프로파일은 최하위 서브대역쪽으로 바람직하게 더 휘어진다.
제 10 도에는 본 발명에 따라 소정의 룸에서 동작하는 서브대역 에코 소거기에 대해 전술한 최적화를 수행하는 일반적인 장치에 의해 구현 가능한 구조가 도시되어 있다. 제 1 도에서의 기능과 유사하게, 이 장치는 또한 계산 장치(41)를 포함하며, 이 계산 장치는 전술한 최적화 프로시듀어를 수행하는 서브루틴의 세트를 소프트웨어로 수행한다. 최적의 필터 탭 프로파일을 계산하기 위해서는 에코 소거기가 에코를 소거하는 시간-주파수 영역을 통해 측정될 때 시간(지연) 및 주파수함수로서의 룸 음향 임펄스 응답과, 에코 소거기에 의해 수용되는 조건(1)에서의 실행가능한 서브대역 적응형 필터 탭의 전체 수 NT와, 최적화에 사용된 복합 지각소리의 세기 가중 함수를 나타내는 조건(1)에 포함되는 가중 함수{Wi}의 저장 리스트를 필요로 한다.
룸 음향 임펄스 응답 함수는 제 10 도에 도시된 임펄스 응답 테스트 장치(40)를 부가함으로써 국부적으로 측정할 수 있다. 이 장치는 전술한 바와 같은, 예를 들면 데이비스(Davis) 등에 의해 기술된 문헌에 개시된 바와 같이, 다수의 공지의 룸 임펄스 응답 측정 기법들중 어느 하나를 이용할 수도 있다. 장치(40)가 추가되면, 룸 임펄스 응답은 룸의 음향 특성에 영향을 끼치는 회의 참석자의 존재, 프리젠테이션 프롭(presentation props), 창문 커튼의 존재등과 같은 다수의 가능한 단기간의 물리적인 변화가 주기적으로 이루어지도록 조정될 수 있다. 테스트 장치(40)에 부가된 계산 요건이 실용적이지 않으면, 전술한 예에서와 같이 표준 회의 룸에 관한 데이타를 사용하여 룸 음향 임펄스 응답 함수를 제공할 수 있다.
그후, 임펄스 응답은 소거기(10)에 상주하는 컴퓨터 장치(41)에서 계산을 적절하게 수행함으로써 요구되는 탭 프로파일로 압축되며, 그 결과 조건(1)의 항 {di}의 해가 도출된다. 이어서, 항 {Wi}이 포함된 선택 저장된 가중치 리스트를 사용하여 최적의 탭 프로파일 {ni}을 계산한다. 마지막으로, 계산된 {ni}는 에코소거기의 서브대역 적응형 필터{ni}로 할당된다.
전술한 기능을 바람직하게 구현하는 특정한 하드웨어는 AT＆T사의 WEDSP32C의 제품과 같은 하나 이상의 디지탈 신호 프로세서가 사용될 수도 있다. 이러한 장치 및 이와 유사한 DSP 장치는 전술한 프로시듀어 수행 뿐만 아니라, AEC 필터 탭 프로파일 최적화 프로세스 소프트웨어를 호스트할 수 있다. 디지탈 신호 프로세서를 사용하여 본 발명을 실행하는데 적절한 하나의 특정한 설계는 제 8 도에 도시된 페레즈, 에이취.(Perez, H) 및 아마노, 에프.(Amano, F.)등에 의해 기술되어 "Acoustic Echo Cancellation Using Multirate Techniques"이란 명칭의 IEICE Transactions Vol. E 74 No.11 November 1991의 문헌에 개시되어 있으며, 이는 본 발명에서 참조로서 인용된다.
본 발명의 또다른 특성에 따르면, 빈번하게 에코를 복귀시켜 불쾌감을 유발하고, 원격 단부 스피커에 의해 실시간으로 발생된 단기간의 무성 치찰음("s" 소리)은 전술한 기법을 다르게 이용하여 효과적으로 감소시킬 수 있다. 치찰음 에너지는 약 2000 내지 5000Hz 주파수 범위에서의 짧은 주기의 높은 에너지를 갖는 버스트를 포함하는 비교적 유일한 파형 기호를 특징으로 한다. 따라서, 치찰음 에너지의 존재는 적절한 서브대역에서 실시간으로 검출될 수도 있으며, 제 5 도 내지 7 도에 대해 기술된 것과 유사한 방법으로, 고 주파수 서브대역에 대한 탭 가중치{Wi}에 치찰음 피크의 주기 동안 부가적인 가중치를 제공함으로써 필터 탭을 부가적으로 조정할 수 있다. 이러한 가중 동작은 화상통신 회의 시스템의 원격 단부 음성의 치찰음 에너지 내용에 관해 표시되거나 혹은 측정된 정보를 사용하여 구성될 수 있다.
또한, 원격 단부 스피커 음성의 치찰음 에너지 내용이 활성적으로 측정되고, 실시간 활성 탭은 영향을 받은 서브대역에서 측정된 치찰음 피크값의 함수로서 조정될 수도 있다. 제 11 도는 이러한 개념을 수행하는 제 1 도의 서브대역 분석기(17)를 변형한 예이다. 이 분석기는 예를 들면, 스펙트럼내의 치찰음 에너지 버스트의 순간 세기 레벨을 측정함으로써 치찰음 에너지의 존재를 판정하는 검출기(30)를 포함한다. 임계 회로(31)는 치찰음 에너지의 상대적인 세기가 나머지 스펙트럼 혹은 이 스펙트럼의 일부분의 세기에 대한 소정의 값 이상일 때 그 시점을 판정하여, 트리거 신호를 발생시킨다. 적응형 필터 뱅크(19)의 각각의 탭을 구동하고, 전술한 임의의 예에 대한 값일 때 미리 설정되는 적응형 필터 탭의 가중치는 테이블 저장 장치(33)에 저장되며, 이 장치는 소거기(10)와 함께 합체된 로컬 데이타베이스이다. 임계 회로(31)로부터의 트리거 신호에 응답하여, 여러 검출된 서브대역의 치찰음 에너지의 세기 레벨 표시자는 컨버터(32)로 전송되어, 탭 가중값 조정으로 변환된다. 이어서, 변환된 신호는 제어기(34)로 전송되며, 제어기는 서브대역 탭을 적응형 필터 뱅크(19)에 재 할당하여 검출된 치찰음 주파수 범위내에서 더 많은 필터링이 집중되도록 한다. 또한, 제어기(34)는 부가적인 가중치를 저장장치(33)에 저장하고, 이 저장 장치는 치찰음 조정을 포함하기 위해 저장된 가중치를 다시 최적화한다. 치찰음 에너지 버스트가 통과할 때, 검출기(30) 및 임계 회로(31)는 비활성화되고, 탭 할당 및 가중치는 이들의 정규값 및 구성으로 복귀된다. 이러한 조정은 충분한 세기의 치찰음 에너지가 검출될 때마다 발생된다.
제 12 도에는 이전의 전체 단계를 조합하여 나타낸 프로세스 흐름도가 도시 되어 있다.

Claims (11)

  1. (삭제)
  2. (2회 정정) 입력 및 출력 신호 경로를 통해 원격 단부 스테이션(a far-end station)에 접속된 화상회의 룸 핸드 프리 오디오 화상통신 시스템(teleconferencing room hands-free audio telecommunication system)에 대한 서브 대역 음향 에코 소거기(a subband echo canceller)로서, 상기 룸은 상기 각 서브 대역과 연관된 성분을 가진 음향 임펄스 응답 함수를 가지는 상기 서브 대역 음향 에코 소거기에 있어서: 상기 서브대역 음향 에코 소거기와 연관된 다수의 적응형 필터 탭(a plurality of adaptive filter taps)과; 상기 각 서브 대역 사이에 상기 적응형 필터 탭을 할당하는 것으로, 상기 적응형 필터 탭 할당 수단에 접속된 데이터 저장기와; 상기 각 서브 대역과 연관된 상기 룸 음향 임펄스 응답 함수의 상기 성분을 구비하는 제 1 데이터 세트를 상기 데이터 저장기에 입력하는 수단과; 남성 및 여성 화자에 대한 기설정된 음성 세기 스펙트럼을 구비하는 제 2 데이터 세트를 입력하되, 상기 음성 세기 스팩트럼은 상대적으로 낮은 주파수 범위의 서브 대역까지 포함된 주파수 영역에 피크 에너지 영역을 가지는 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 데이터 세트를 통합하여, 상기 낮은 주파수 범위에서 상기 탭 수를 선택적으로 증가시키는 상기 서브 대역에 대한 탭 할당 프로파일을 형성하는 수단을 포함하는 탭 할당 수단을 포함하는, 서브 대역 음향 에코 소거기.
  3. (2회 정정) 제 2 항에 있어서, 상기 입력 경로의 치찰음 스펙트럼 에너지(sibilant energy)를 검출하는 수단과; 상기 치찰음 에너지 검출에 응답하여, 상기 두 개의 데이터 세트를 통합함에 따른 상기 탭 할당 프로파일을 조정함으로서, 상기 치찰음 스펙트럼 에너지를 포함하는 서브 대역에 추가적인 상기 탭을 일시적으로 재 할당하는 수단을 더 포함하는 서브대역 음향 에코 소거기.
  4. (2회 정정) 제 2 항에 있어서, 상기 치찰음 에너지의 검출 중단에 응답하여, 상기 탭 할당 프로파일을 상기치찰음 에너지 검출 이전의 할당 상태로 복귀시키는 수단을 더 포함하는 서브대역 음향 에코 소거기.
  5. (2회 정정) 입력 및 출력 신호 경로가 룸을 하나 이상의 원격 단부 스테이션에 접속하는 화상통신 화상회의 룸에 대한 서브대역 음향 에코 소거기에 있어서, 고정된 다수의 서브대역 적응형 필터와; 상기 서브대역과 연관된 다수의 적응형 필터 탭과; 상기 적응형 필터 탭과 연결되어, 상기 탭을 상기 서브대역 사이에 할당하는 것을 제어하는 가중치 리스트를 구비한 데이타 저장 장치와; 상기 룸의 음향 임펄스 응답을 추정(estimate)하고, 상기 임펄스 응답을 상기 가중치 리스트상의 엔트리들로 압축하여 서브 대역 필터 탭 프로파일을 생성하는 수단과; 상기 원격 단부 사용자가 경험하여 지각한 인간 음향 감도의 하나 이상의 측정치를 이용하여 상기 필터 탭 프로파일을 조정하는 수단과; 상기 조정된 탭 프로파일을 상기 에코 소거기의 상기 서브 대역 적응형 필터에 적용하여, 상기 서브 대역 사이에 상기 고정된 수의 탭을 할당하는 수단과; 상기 입력 경로의 치찰음 에너지를 검출하고 그의 세기 스펙트럼을 측정하는 수단; 및 상기 검출된 치찰음 에너지 세기 스펙트럼을 더 추가된 상기 가중치 리스트의 조정치로 변환하여, 상기 검출된 치찰음 에너지 기간동안에 상기 치찰음 에너지세기 스펙트럼의 주파수 특성을 가지는 서브 대역에 할당된 적응형 필터탭의 수를 증가시키는 수단을 포함하는 서브대역 음향 에코 소거기.
  6. (2회 정정) 제 5 항에 있어서, 상기 원격 단부 사용자가 경험하여 지각한 인간 음향 감도의 하나 이상의 측정치는 기 설정된 음성 세기 스펙트럼을 포함하고, 그에 의해, 상기 고정된 수의 필터탭이 높은 비율로 실질적으로 1000Hz 이하의 주파수에서 동작하는 서브대역에 집중되도록 하는 수단을 더 포함하는 서브대역 음향 에코 소거기.
  7. (2회 정정) 제 6 항에 있어서, 상기 원격 단부 사용자가 경험하여 지각한 인간 음향 감도의 하나 이상의 측정치는 인간 청취 감지 가중치의 표시자를 포함하는 서브 대역 음향 에코 소거기.
  8. (정정) 제 6 항에 있어서, 상기 원격 단부 사용자가 경험하여 지각한 인간 음향 감도의 하나 이상의 측정치는, 인간 청취 감도 가중치와 장기간의 음성 세기 가중치(long-term speech power weighting)의 적(product)을 더 포함하는 서브 대역 음향 에코 소거기.
  9. (2회 정정) 제 5 항과 제 6항과 제 7 항 및 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 실질적인 지연이 50밀리초를 초과하는 원격 단부 스테이션에서 화자에 의해 수신되는 복귀 에코에 대한 인간 청력 감도를 나타내는 에코 지각 가중치의 표시자를 상기 데이터 저장 가중치 리스트에 제공하는 수단을 더 포함하는 서브대역 음향 에코 소거기.
  10. (삭제)
  11. (2회 정정) 제 9 항에 있어서, 상기 룸의 음향 임펄스 응답을 동적으로 주기적으로 측정하고, 상기 임펄스 응답을 상기 서브대역 필터 탭 프로파일로 압축하는 수단을 더 포함하는 서브대역 음향 에코 소거기.
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