KR100825214B1 - 비대칭 다중 채널 필터 - Google Patents

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KR100825214B1
KR100825214B1 KR1020027012503A KR20027012503A KR100825214B1 KR 100825214 B1 KR100825214 B1 KR 100825214B1 KR 1020027012503 A KR1020027012503 A KR 1020027012503A KR 20027012503 A KR20027012503 A KR 20027012503A KR 100825214 B1 KR100825214 B1 KR 100825214B1
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제라듀스 피. 엠. 에젤미어스
진 피. 잘레트
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 입력 신호들(x1..xs) 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하기 위해 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들(14,28)을 포함하는 다중 채널 필터(20)가 기술되어 있다. 다중 채널 필터(20)는 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
Figure 112006093901552-pct00032
)로 결합하는 신호 결합기(16)와, 입력들의 적어도 일부와 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 더 포함한다. 추가 신호 결합기(22)는 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하도록 구성되어 있다. 다중 채널 필터(20)는 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는 비대칭적이다. 비대칭적 다중 채널 필터는 낮은 메모리 이용과 좋은 수렴 작용을 겸비하고 있고, 예를 들면, 다중 채널에서 에코 및 노이즈 제거기들에 편리하게 이용될 수 있다.
Figure R1020027012503
다중 채널, 필터, 결합기, 보조 신호, 음성 에코 제거기, 노이즈 제거기

Description

비대칭 다중 채널 필터{Asymmetric multichannel filter}
본 발명은 다중 채널 필터에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 음성 에코 제거기(acoustic echo canceller), 노이즈 제거기, 음성 제어 오디오 및/또는 비디오 시스템, 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템, 및 다중 채널 필터링 방법에 관한 것이다.
다중 채널 핸즈프리(handsfree) 동작은 현대 통신 시스템들에서 점진적으로 중요한 특징이 되고 있다. 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템들에서, 다중 채널 전송은 방안에 있는 사람들의 보다 나은 '지방화(localization)'를 하도록 한다. 이것은 음성의 명료함과 자연성(naturalness)을 향상시킨다. 음성 제어 스테레오(또는 다중 채널) 오디오- 및 비디오-장비의 발전이 최근의 또 하나의 중요한 발전이다. 음성 인식 기관의 인식율은 장비에 의해 방출된 사운드로 인해 극적으로 하락하였다. 게다가, 장비 자체에 의해 방출된 단어들을 인식할 수도 있다. 따라서, 음성 인식 기관에 대한 음성 에코를 제거하는 선행 처리기로 기능하는 다중 채널 필터가 필요하다.
그러한 다중 채널 필터는 다수의 단일 채널 적응 필터들을 단순히 결합함으로써 생성될 수 있다. 그러나, 그러한 다중 채널 필터는 일반적으로, 매우 불량한 성능을 갖는다.
다중 채널 필터에 있는 입력 신호들의 수가 독립 신호(및 노이즈) 소스들의 수보다 클 때, 적응 필터들을 위한 특별한 해법이 더 이상 없다. 이것은 소위 '비-특이성(non-uniqueness)' 문제이다. 그러나, 실제로는 노이즈 및 다른 장애들로 인해 독립 소스들의 수가 항상 마이크로폰들의 수보다 크다. 그러나, 전력이 독립 소스들에 걸쳐 동일하게 분배되지 않을 때, 문제는 불충분한 조건이 될 수 있는데, 그것은 다중 채널의 적응 필터들이 상대적으로 불충분하게 실행하는 주요 이유이다. 순환적인 최소 제곱들(RLS :Recursive Least Squares)-같은 알고리즘들(가장 효율적인 구현들을 갖지만, 이는 거대한 계산의 복잡성을 갖는다)을 이용함으로써, 또는 입력 신호들에 노이즈를 추가함으로써, 또는 비선형 방식(스피커 신호(들)에서 아티팩트들(artifacts)을 들을 수 있음)으로 그것들을 처리함으로써 그들의 실행을 증가시키도록 방법들이 제안되었다.
다중 채널 노이즈 제거에서 유사한 문제들이 발생하는데, 마이크로폰에 의해 수집되는(pick up) 노이즈는 여분의 마이크로폰 신호들을 노이즈 참조 신호들로 이용함으로써 감소된다. 참조 신호들은 필터링되고 (지연된) 첫째의 마이크로폰 신호로부터 감산된다.
유럽 특허 출원 번호 1 052 838에 스테레오 주파수 영역 적응 필터가 개시되어 있다. 이 다중 채널 필터는 두 개의 입력 신호들을 필터링하기 위해 두 개의 적응 필터들(각 채널 당 하나)을 포함한다. 필터링된 신호들은 가산기에 의해 결합되고 결합된 신호는 다중 채널 필터의 출력에 공급된다. 두 개의 적응 필터들의 갱신에 있어서, 변환된 역방향 자동- 및 상호-상관 행렬들은 실행을 개선시키는데 이용된다. 이것은 두 개의 단일 채널 적응 필터들의 이용과 비교하여 계산의 복잡성에 큰 영향을 미치지 않고 수렴 작용(convergence behavior)을 개선시킨다.
공지된 다중 채널 필터는 상대적으로 큰 수의 필터 계수들이 메모리에 저장되어야 하므로 상대적으로 복잡하다.
본 발명의 목적은 공지된 다중 채널 필터에 필적하는 수렴 작용을 가지면서, 상대적으로 작은 수의 필터 계수들만이 메모리에 저장될 필요가 있는 다중 채널 필터를 제공하는 것이다. 이 목적은 본 발명에 따른 다중 채널 필터로 성취될 수 있으며, 상기 다중 채널 필터는 S개의 입력 신호들을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 입력 신호들 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들을 필터링하기 위해 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들을 포함하며, S는 다중 채널 필터들의 채널들의 수이고, 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호로 결합하는 신호 결합기를 더 포함하고, 다중 채널 필터는 입력들의 적어도 일부와 필터들의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기로서, 추가 신호 결합기는 입력 신호들의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호로 결합하도록 구성되며, 적어도 하나의 필터들은 다른 필터들의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는 상기 추가 신호 결합기를 포함한다. 공지된 다중 채널 필터의 적응 필터들은 모두 동일한 길이, 즉, 동일한 수의 계수들을 가지고 있다. 본 발명에 따른 다중 채널 필터는 그것의 필터들 모두가 동일한 수의 계수들을 가지고 있는 것이 아닌 대칭적이다. 실험들은, 보조 신호(들)(즉, 결합된 입력 신호들)에 적어도 부분적으로 동작하는, 다수의 쇼트 필터들(short filters)(즉, 상대적으로 적은 계수들) 및 다수의 롱 필터들(long filters)(즉, 상대적으로 많은 계수들)을 가진 비대칭 다중 채널 필터는, 메모리에 저장될 필요가 있는 실질적으로 보다 적은 필터 계수들을 갖는 공지된 다중 채널 필터들에 필적하는 실행을 성취할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 필터의 실시예에 있어서, 추가 신호 결합기는 S개의 입력 신호들로부터 적어도 하나의 보조 신호를 유도하기 위한 가산기를 포함한다. 가산기는 추가 신호 결합기의 단순하지만 효율적인 구현(a simple but effective implementation)을 제공한다. 비대칭 다중 채널 필터는 모든 입력 신호들에 대해 128개의 계수들을 가진 필터들(완전한 비상관(decorrelating) 다중 채널 알고리즘을 구현하는) 및 모든 입력 신호들의 합이 모든 입력 신호들에 대해 1024개의 계수들을 가진 필터들을 포함하는 공지된 다중 채널 필터의 실행에 필적하는 실행을 가진, 보조 신호에 대해 1024개의 계수들을 가진 단일 필터(제 1의 128개의 계수들에 대한 완전한 비상관 다중 채널 알고리즘 및 896개의 나머지 계수들에 대한 단일 채널 또는 모노 알고리즘을 구현하는)를 포함하는 것으로 알려졌다.
본 발명에 따른 다중 채널 필터의 실시예에서, 추가 신호 결합기는
Figure 112006093901552-pct00001
와
Figure 112006093901552-pct00002
에 따라, S개의 입력 신호들(x1..xs)로부터 보조 신호들(y1..ys)을 유도하도록 구성된다. 길이 L1을 가진 롱 필터(제 1 L2 계수들에 대한 비상관 (다중 채널) 알고리즘 및 나머지 L1-L2 계수들에 대한 단일 채널 알고리즘을 구현하는)를 y1에 적용하고, 길이 L2를 가진 쇼트 필터들(비상관 알고리즘을 구현하는)을 y2..ys에 적용함으로써, 비대칭 다중 채널 필터는 낮은 메모리 이용과 좋은 실행을 겸비하게 된다.
본 발명에 따른 다중 채널 필터의 다른 실시예에서, S는 2와 같고, 추가 신호 결합기(22)는
Figure 112006093901552-pct00003
과
Figure 112006093901552-pct00004
에 따라 입력 신호들(x1,x2)로부터 보조 신호들(y1,y2)을 유도하도록 구성된다. 롱 필터(단일 채널 알고리즘을 구현하는)를 y1(또는 y2)에 적용하고, 쇼트 필터(비상관 알고리즘을 구현하는)를 y2(또는 y1)에 적용함으로써, 비대칭 스테레오 필터는 낮은 메모리 이용과 좋은 실행을 겸비하게 된다. 다중 채널 필터의 실행에 대한 측정은 다중 채널 필터에 대한 최종의 그릇된 조정(misadjustment)이다. 상대적으로 양호한 실행을 가진 다중 채널 필터는 상대적으로 작은 그릇된 조정이다. 상대적으로 불량한 실행을 가진 다중 채널 필터는 상대적으로 큰 그릇된 조정을 가진다.
도 1은 종래 기술의 다중 채널 필터의 블록도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 다중 채널 필터의 실시예들의 블록도들.
도 4는 본 발명에 따른 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템의 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 음성 제어 오디오 및/또는 비디오 시스템의 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 노이즈 제거기의 블록도.
본 발명의 상기 목적과 특징들은 도면들을 참조하여 양호한 실시예들에 대한 다음의 설명으로 보다 명백할 것이다.
도면들에서, 동일한 부분들은 동일한 참조 번호들을 이용한다.
도 1에 따른 다중 채널 필터(10)(단지 2개의 채널들을 가지고 주파수 영역에서 동작함)는 상기 언급된 유럽 특허 출원에 공지되어 있다. 그것은 S개의 채널들을 가진 다중 채널 적응 FIR 필터이다. 다중 채널 필터(10)는 S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들 및 상기 입력 신호들(x1..xs)을 필터링하기 위해 이들 입력들에 연결된 S개의 필터들(14)을 포함한다. 다중 채널 필터(10)는 필터링된 신호들(
Figure 112006093901552-pct00005
..
Figure 112006093901552-pct00006
)을 하나의 출력 신호(
Figure 112006093901552-pct00007
)로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함한다. 신호 결합기(16)는 가산기(16)에 의해 구현된다. 다중 채널 필터(10)는 필터들(14)의 필터 계수들(W1..Ws)을 갱신시키는 갱신 수단(12)을 포함한다. 갱신 수단(12)은 S개의 입력들에 접속될 뿐만 아니라, 제어 신호(r)가 갱신 수단(12)에 공급되는 다른 입력에도 접속된다. 갱신 수단(12)은 제어 신호(r)와 입력 신호들(x1..xs) 사이의 상관관계가 제거된 그러한 방식으로 필터 계수들(W1..Ws)을 적응시키게 하는 갱신 알고리즘을 구현한다. 이러한 종래 기술의 다중 채널 필터(10)에서, 필터들(14)은 모두 동일한 길이, 즉, 동일한 수의 필터 계수들을 가진다. 게다가, 갱신 수단(12)에서 구현되는 갱신 알고리즘은 모든 필터들(14)에 대해 동일하다.
도 1 내지 도 3에 도시된 다중 채널 필터들(10,20)은 다중 채널 음성 에코 제거기로 편리하게 이용될 수 있다. 그러한 문맥에서, 출력 신호(
Figure 112006093901552-pct00008
)는 신호(e)에 포함된 원하지 않는 음성 에코 신호의 추정치(estimate)이다. 이 추정치(
Figure 112006093901552-pct00009
)는 감산기(18)에 의해 신호(e)로부터 감산되고, 결과로서 생긴 나머지 신호(r)는 신호(e)의 원하는 신호 부분과 실질적으로 동일하다. 나머지 신호(r)는 또한 다중 채널 필터(10)를 제어하기 위해 제어 신호(r)로서 이용된다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 채널 필터(20)의 제 1 실시예의 블록도이다. 다중 채널 필터(20)는 S개의 채널들을 가지며, S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들 및 이들 입력들(x1..xs)에 연결된 S개의 필터들(14,28)을 포함한다. 다중 채널 필터(20)는 필터링된 신호들(
Figure 112006093901552-pct00010
..
Figure 112006093901552-pct00011
)을 하나의 출력 신호(
Figure 112006093901552-pct00012
)로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함한다. 신호 결합기(16)는 가산기(16)에 의해 구현된다. 다중 채널 필터(20)는 필터들(14,28)의 필터 계수들(W1..Ws)을 갱신시키는 갱신 수단(12)을 포함한다. 갱신 수단(12)은 S개의 입력들에 접속될 뿐만 아니라, 제어 신호(r)가 갱신 수단(12)에 공급되는 다른 입력에도 접속된다. 다중 채널 필터(20)는 입력들의 적어도 일부와 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 포함한다. 추가 신호 결합기(22)는 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 보조 신호들(y1..ys)로 결합시키도록 구성된다. 필터들(14,28)은 추가 신호 결합기(22)에 의해 입력 신호들(x1..xs)로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하도록 구성된다. 다중 채널 필터(20)는 적어도 하나의 필터들(28)이 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가진 비대칭적이다.
추가 신호 결합기(22)는 다음의 공식들에 따라 입력 신호들(x1..xs)로부터 보조 신호들(y1..ys)을 유도할 수 있다.
Figure 112002030887710-pct00013
(1)
및
Figure 112002030887710-pct00014
(2)
보조 신호(y1)는 롱 필터(28)에 의해 필터링되고 보조 신호들(y2..ys)은 쇼트 필터들(14)에 의해 필터링된다. 갱신 수단(12)은 제어신호(r)와 보조 신호(y1..ys) 사이의 상관관계가 제거되는 그러한 방식으로 필터의 계수들(W1..Ws)을 적응시키게 하는 갱신 알고리즘을 구현한다. 다중 채널 필터(20)에서, 갱신 수단(12)에서 구현되는 갱신 알고리즘은 모든 필터들(14,28)에 대해 동일하지 않다: 쇼트 필터들(14)에 대한 갱신 알고리즘이 비상관 알고리즘인 반면, 롱 필터(28)에 대한 갱신 알고리즘은 롱 필터(28)의 제 1 부분(쇼트 필터들(14)의 길이와 동일)에 대한 비상관 알고리즘과 롱 필터(28)의 나머지 부분에 대한 단일 채널 알고리즘을 포함한다. 비대칭 다중 채널 필터(20)는 낮은 메모리 이용과 좋은 실행을 겸비한다.
대안적으로, 다중 채널 필터(20)가 두 개의 채널들을 가진 스테레오 필터일 때, 추가 신호 결합기(22)는 다음의 공식들에 따라 입력 신호들(x1..x2)로부터 보조 신호들(y1..y2)을 유도할 수 있다.
Figure 112002030887710-pct00015
(3)
및
Figure 112002030887710-pct00016
(4)
보조 신호(y1)는 롱 필터(28)에 의해 필터링될 수 있고 보조 신호(y2)는 쇼트 필터(14)에 의해 필터링될 수 있거나, 그 반대로도 가능하다. 이러한 스테레오 필터(20)의 실행은 스테레오 필터(20)가 스테레오 음성 에코 제거기(스테레오 AEC : stereo acoustic echo canceller)로 이용된 다음의 실험에 의해 확인되었다. 두 개의 확성기들과 한 개의 마이크로폰이 방에 있다고 가정한다. 음악 신호가 확성기들을 통해 플레이되면, 스테레오 AEC에 의해 마이크로폰으로 레코딩된 확성기들로부터의 에코들의 기여들(contributions)을 제거하도록 시도한다. 블록 길이 128의 주파수 영역 알고리즘이 이용된다. 먼저, 에코들은 종래 기술의 스테레오 필터(10)를 포함한 스테레오 AEC로 제거되었다. 다음, 에코들은 상기 기술한 스테레오 필터(20)를 포함한 스테레오 AEC로 제거되었다. 이 실험의 결과들이 표 1에 나열되었다. 이 표에서, 에코 리턴 손실 개선(ERLE : Echo Return Loss Enhancement)은 마이크로폰에서 평균 제곱된 에코에 대해 평균 제곱된 나머지 에코의 대수의 -10배로 정의된다. 나아가, 입력 1은 N1의 계수들을 갖는 제 1 필터에 공급되는 입력/보조 신호이고, 입력 2는 N2의 계수들을 갖는 제 2 필터에 공급되는 입력/보조 신호이다. N1+N2로 표시된 열은 스테레오 필터의 일정한 구성들에 의해 이용된 필터 계수들의 전체 수를 보여준다. 종래 기술로 표시된 행들은 종래 기술의 스테레오 필터(10)와 일치한다. 비대칭으로 표시된 행들은 본 발명에 따른 스테레오 필터(20)와 일치한다.
Figure 112002030887710-pct00017
이들 결과들로부터, 스테레오 필터(20)를 가진 스테레오 AEC는 전체적으로 훨씬 적은 계수들/메모리를 이용하는 반면, 종래 기술의 스테레오 필터(10)를 가진 스테레오 AEC와 (거의)동일한 나머지 에코 레벨에서의 감소를 성취할 수 있다. 예를 들면, 종래 기술의 스테레오 필터(10)는 20.4 dB의 ERLE에 도달하기 위해 2048개의 계수들이 필요하다. 대조적으로, 비대칭 스테레오 필터(20)는 유사한 20.0 dB의 ERLE에 도달하기 위해 단지 1152의 계수들만 필요하다.
공식들 (1) 내지 (4)를 구현하기 위해, 추가 신호 결합기(22)는 가산기들, 감산기들, 곱셈기들, 및/또는 분할기들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 채널 필터(20)의 제 2 실시예의 블록도이다. 다중 채널 필터(20)는 S개의 채널들을 가지며, S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과 이들 입력들(x1..xs)에 연결된 S개의 쇼트 필터들(14)을 포함한다. 다중 채널 필터(20)는 필터들(14)의 필터 계수들(W1..Ws)을 갱신하는 갱신 수단(12)을 포함한다. 갱신 수단(12)은 S개의 입력들에 접속될 뿐만 아니라, 제어 신호(r)가 갱신 수단(12)에 공급되는 다른 입력에도 접속된다. 다중 채널 필터(20)는, 추가 신호 결합기(22)로서 기능하고 입력 신호들(x1..xs)을 하나의 보조 신호(y1)로 결합하는 가산기(22)를 포함한다. 보조 신호(y1)는 필터들(14)의 지연을 보상하기 위하여 지연 소자(24)에 의해 지연된다. 지연된 보조 신호(y1)는 그 후에, 롱 필터(28)에 의해 필터링된다. 필터(28)의 계수들(WL)은 추가 갱신 수단(26)에 의해 갱신된다. 다중 채널 필터(20)는 필터링된 신호들(
Figure 112006093901552-pct00018
..
Figure 112006093901552-pct00019
및
Figure 112006093901552-pct00020
)을 하나의 출력 신호(
Figure 112006093901552-pct00021
)로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함한다. 신호 결합기(16)는 가산기(22)에 의해 구현된다.
도 4는 본 발명에 따른 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템의 블록도이다. 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템에서, 가까운 방(40)과 먼 방(30)은 스테레오 접속에 의해 서로 접속되어 있다. 네 개의 스테레오 음성 에코 제거기들(스테레오 AEC)(20)은 방들(30과 40) 양쪽에서 음성 에코들을 제거하기 위해 시스템에 포함된다. 도 4에서, 이들 스테레오 AEC들(20) 중 한 개만이 도시되어 있다. 스테레오 AEC(20)는 본 발명에 따른 스테레오 필터(20)이다. 먼 방(30)에서, 사람(32)이 말하고 있고 먼 방(30)에 있는 사운드들(음성을 포함함)은 두 개의 마이크로폰들(34)에 의해 수집되고 가까운 방(40)에 전송된다. 가까운 방(40)에서, 먼 방(30)으로부터 수집된 사운드들은 두 개의 확성기들(42)에 공급되고 그것에 의해 재현된다. 가까운 방(40)에는 말하고 있는 다른 사람(46)이 있고, 먼 방(30)에 있는 사운드들(사람(46)의 음성과 먼 방(30)의 사운드들의 에코들을 포함함)은 두 개의 마이크로폰들(44)에 의해 수집되고 감산기(18)에 공급된다. 스테레오 필터(20)는 먼 방 신호들로부터 가까운 방(40)에 있는 에코들의 추정치를 결정한다. 이러한 추정치는 마이크로폰들(44)에 의해 수집된 신호로부터 감산기(18)에 의해 감산된다. 그다음, 결과로서 생긴 나머지 신호는 먼 방(30)에 있는 확성기들(36)에 공급된다. 나머지 신호는 또한, 스테레오 필터(20)를 제어하기 위해 제어신호로 이용된다.
도 5는 본 발명에 따라 음성 제어 오디오 및/또는 비디오 시스템의 블록도를 도시한 것이다. 이러한 시스템에서, 스테레오(또는 다중 채널) 오디오 입력 신호는 방(50)에 있는 두 개의 확성기들(56)에 공급된다. 방(50)에 있는 사람(52)은 음성 명령들에 의해 시스템을 제어할 수 있다. 스테레오 오디오 신호의 에코들과 함께 음성 명령들은 마이크로폰(54)에 의해 수집되고 감산기(58)에 공급된다. 다중 채널 필터(20)는 스테레오 오디오 입력 신호에 공급되고, 스테레오 오디오 신호의 에코들의 추정치를 결정한다. 이 추정치는 마이크로폰(54)에 의해 수집된 신호로부터 감산기(58)에 의해 감산되고 그 결과로서 생긴 나머지 신호는 음성 인식기(60)에 공급된다. 나머지 신호는 또한 다중 채널 필터(20)를 제어하기 위해 제어신호로서 이용된다.
도 6은 본 발명에 따른 노이즈 제거기의 블록도이다. 방(70)에서, 다수의 마이크로폰들(74)은 마이크로폰 빔 형성기(76)에 연결되어 있다. 마이크로폰들(74)은 사람(72)이 말한 음성과 방(70)에 존재하는 노이즈를 수집한다. 빔 형성기(76)는 마이크로폰들(74)에 의해 공급된 신호들 중 최상의 신호를 선택하고 감산기(78)에 이 신호를 공급한다. 빔 형성기(76)는 다른 마이크로폰들(74)에 의해 수집된 신호들을 최상의 마이크로폰 신호에 포함된 노이즈의 추정치를 결정하는 다중 채널 필터(20)에 공급한다. 이 추정치는 감산기(78)에 공급되고 추정치는 최상의 마이크로폰 신호로부터 감산된다. 결과로서 생긴 나머지 신호는 깨끗한 음성 신호이다. 나머지 신호는 또한, 스테레오 필터(20)를 제어하기 위한 제어 신호로서 이용된다.
본 발명에 따른 다중 채널 필터(20)는 디지털 하드웨어에 의해 구현될 수 있거나, 디지털 신호 프로세서 또는 일반적 목적의 마이크로프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 나아가, 다중 채널 필터(20)는 주파수 영역 또는 시간 영역에서 구현될 수 있다.
본 발명의 범위는 명시적으로 개시된 본 실시예들에 제한되지 않는다. 본 발명은 각각의 새로운 특성과 각각의 특성들의 조합으로 구현된다. 어떠한 참조 부호들도 본 청구항들의 범위를 제한하지 않는다. 단어 "포함하는(comprising)"은 청구 항에 나열된 것들 이외의 다른 소자들이나 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 소자들 앞의 단어 "a" 또는 "an"은 복수의 그러한 소자들의 존재를 배재하지 않는다.

Claims (9)

  1. 다중 채널 필터(20)에 있어서,
    S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 상기 입력 신호들(x1..xs) 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하기 위해 상기 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들(14,28)을 포함하고,
    상기 다중 채널 필터(20)는, 상기 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
    Figure 112006093901552-pct00022
    )로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함하며, S는 상기 다중 채널 필터(20)의 채널들의 수이며,
    상기 다중 채널 필터(20)는 상기 입력들의 적어도 일부와 상기 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 포함하고, 상기 추가 신호 결합기(22)는 상기 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하도록 구성되고, 상기 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는, 다중 채널 필터(20).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 신호 결합기(22)는 상기 S개의 입력 신호들(x1..xs)로부터 상기 적어도 하나의 보조 신호(y1)를 유도하는 가산기(22)를 포함하는, 다중 채널 필터(20).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 추가 신호 결합기(22)는,
    Figure 112006093901552-pct00023
    와
    Figure 112006093901552-pct00024
    에 따라, 상기 S개의 입력 신호들(x1..xs)로부터 상기 보조 신호들(y1..ys)을 유도하도록 구성되는, 다중 채널 필터(20).
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, S는 2와 같고, 상기 추가 신호 결합기(22)는
    Figure 112006093901552-pct00025
    과
    Figure 112006093901552-pct00026
    에 따라 상기 입력 신호들(x1,x2)로부터 상기 보조 신호들(y1,y2)을 유도하도록 구성되는, 다중 채널 필터(20).
  5. S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 상기 입력 신호들(x1..xs) 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하기 위해 상기 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들(14,28)을 갖는 다중 채널 필터(20)를 포함하는 음성 에코 제거기에 있어서,
    상기 다중 채널 필터(20)는 상기 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
    Figure 112006093901552-pct00027
    )로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함하며, S는 상기 다중 채널 필터(20)의 채널들의 수이고,
    상기 다중 채널 필터(20)는 상기 입력들의 적어도 일부와 상기 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 포함하고, 상기 추가 신호 결합기(22)는 상기 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하도록 구성되고, 상기 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는, 음성 에코 제거기.
  6. S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 상기 입력 신호들(x1..xs) 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하기 위해 상기 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들(14,28)을 갖는 다중 채널 필터(20)를 포함하는 노이즈 제거기에 있어서,
    상기 다중 채널 필터(20)는, 상기 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
    Figure 112006093901552-pct00028
    )로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함하며, S는 상기 다중 채널 필터(20)의 채널들의 수이고,
    상기 다중 채널 필터(20)는 상기 입력들의 적어도 일부와 상기 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 포함하고, 상기 추가 신호 결합기(22)는 상기 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하도록 구성되고, 상기 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는, 노이즈 제거기.
  7. S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 상기 입력 신호들(x1..xs) 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하기 위해 상기 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들(14,28)을 갖는 다중 채널 필터(20)를 포함하는 음성 제어 오디오 및/또는 비디오 시스템에 있어서,
    상기 다중 채널 필터(20)는, 상기 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
    Figure 112006093901552-pct00029
    )로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함하며, S는 상기 다중 채널 필터(20)의 채널들의 수이며,
    상기 다중 채널 필터(20)는 상기 입력들의 적어도 일부와 상기 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 포함하고, 상기 추가 신호 결합기(22)는 상기 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하도록 구성되고, 상기 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는, 음성 제어 오디오 및/또는 비디오 시스템.
  8. S개의 입력 신호들(x1..xs)을 수신하기 위한 S개의 입력들과, 상기 입력 신호들(x1..xs) 또는 그들로부터 유도된 보조 신호들(y1..ys)을 필터링하기 위해 상기 S개의 입력들에 연결된 적어도 S개의 필터들(14,28)을 갖는 다중 채널 필터(20)를 가진 음성 에코 제거기를 포함하는, 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템에 있어서,
    상기 다중 채널 필터(20)는, 상기 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
    Figure 112006093901552-pct00030
    )로 결합하는 신호 결합기(16)를 더 포함하며, S는 상기 다중 채널 필터(20)의 채널들의 수이며,
    상기 다중 채널 필터(20)는 상기 입력들의 적어도 일부와 상기 필터들(14,28)의 적어도 일부 사이에 연결된 추가 신호 결합기(22)를 포함하고, 상기 추가 신호 결합기(22)는 상기 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하도록 구성되고, 상기 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가지는, 오디오 및/또는 비디오 회의 시스템.
  9. 다중 채널 필터링 방법에 있어서,
    S개의 입력 신호들(x1..xs)의 적어도 일부를 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)로 결합하는 단계,
    적어도 S개의 필터들(14,28)에 의해 상기 입력 신호들(x1..xs) 및/또는 상기 적어도 하나의 보조 신호(y1..ys)를 필터링하는 단계로서, 상기 필터들(28) 중 적어도 하나는 다른 필터들(14)의 필터 길이들보다 실질적으로 더 긴 필터 길이를 가 지는, 상기 필터링 단계, 및
    상기 필터링된 신호들을 하나의 출력 신호(
    Figure 112006093901552-pct00031
    )로 결합하는 단계를 포함하는, 다중 채널 필터링 방법.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6368343B1 (en) * 2000-03-13 2002-04-09 Peter M. Bonutti Method of using ultrasonic vibration to secure body tissue
US6990193B2 (en) * 2002-11-29 2006-01-24 Mitel Knowledge Corporation Method of acoustic echo cancellation in full-duplex hands free audio conferencing with spatial directivity
KR100480789B1 (ko) * 2003-01-17 2005-04-06 삼성전자주식회사 피드백 구조를 이용한 적응적 빔 형성방법 및 장치
KR100556365B1 (ko) * 2003-07-07 2006-03-03 엘지전자 주식회사 음성 인식장치 및 방법
JP2005084253A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音響処理装置、方法、プログラム及び記憶媒体
US9704502B2 (en) * 2004-07-30 2017-07-11 Invention Science Fund I, Llc Cue-aware privacy filter for participants in persistent communications
US8521828B2 (en) 2004-07-30 2013-08-27 The Invention Science Fund I, Llc Themes indicative of participants in persistent communication
US8977250B2 (en) * 2004-08-27 2015-03-10 The Invention Science Fund I, Llc Context-aware filter for participants in persistent communication
US9779750B2 (en) * 2004-07-30 2017-10-03 Invention Science Fund I, Llc Cue-aware privacy filter for participants in persistent communications
EP1848243B1 (en) * 2006-04-18 2009-02-18 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Multi-channel echo compensation system and method
DE602006009770D1 (de) * 2006-05-08 2009-11-26 Harman Becker Automotive Sys Echoverringerung für zeitvariante Systeme
ATE436151T1 (de) * 2006-05-10 2009-07-15 Harman Becker Automotive Sys Kompensation von mehrkanalechos durch dekorrelation
US8275120B2 (en) * 2006-05-30 2012-09-25 Microsoft Corp. Adaptive acoustic echo cancellation
ATE522078T1 (de) * 2006-12-18 2011-09-15 Harman Becker Automotive Sys Echokompensation mit geringer komplexität
ATE524015T1 (de) * 2007-05-22 2011-09-15 Harman Becker Automotive Sys Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung mindestens zweier mikrofonsignale zur sendung eines ausgangssignals mit reduzierter interferenz
EP2222091B1 (en) 2009-02-23 2013-04-24 Nuance Communications, Inc. Method for determining a set of filter coefficients for an acoustic echo compensation means
KR101930907B1 (ko) * 2011-05-30 2019-03-12 삼성전자주식회사 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기
US8666751B2 (en) * 2011-11-17 2014-03-04 Microsoft Corporation Audio pattern matching for device activation
US9143862B2 (en) * 2012-12-17 2015-09-22 Microsoft Corporation Correlation based filter adaptation
US9554207B2 (en) 2015-04-30 2017-01-24 Shure Acquisition Holdings, Inc. Offset cartridge microphones
US9565493B2 (en) 2015-04-30 2017-02-07 Shure Acquisition Holdings, Inc. Array microphone system and method of assembling the same
EP3734998B1 (en) * 2016-11-23 2022-11-02 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Method and apparatus for adaptive control of decorrelation filters
US9881632B1 (en) * 2017-01-04 2018-01-30 2236008 Ontario Inc. System and method for echo suppression for in-car communications
US10367948B2 (en) 2017-01-13 2019-07-30 Shure Acquisition Holdings, Inc. Post-mixing acoustic echo cancellation systems and methods
US10013995B1 (en) * 2017-05-10 2018-07-03 Cirrus Logic, Inc. Combined reference signal for acoustic echo cancellation
US11523212B2 (en) 2018-06-01 2022-12-06 Shure Acquisition Holdings, Inc. Pattern-forming microphone array
US11297423B2 (en) 2018-06-15 2022-04-05 Shure Acquisition Holdings, Inc. Endfire linear array microphone
EP3854108A1 (en) 2018-09-20 2021-07-28 Shure Acquisition Holdings, Inc. Adjustable lobe shape for array microphones
US11277685B1 (en) * 2018-11-05 2022-03-15 Amazon Technologies, Inc. Cascaded adaptive interference cancellation algorithms
US11558693B2 (en) 2019-03-21 2023-01-17 Shure Acquisition Holdings, Inc. Auto focus, auto focus within regions, and auto placement of beamformed microphone lobes with inhibition and voice activity detection functionality
EP3942845A1 (en) 2019-03-21 2022-01-26 Shure Acquisition Holdings, Inc. Auto focus, auto focus within regions, and auto placement of beamformed microphone lobes with inhibition functionality
CN113841419A (zh) 2019-03-21 2021-12-24 舒尔获得控股公司 天花板阵列麦克风的外壳及相关联设计特征
US11445294B2 (en) 2019-05-23 2022-09-13 Shure Acquisition Holdings, Inc. Steerable speaker array, system, and method for the same
JP2022535229A (ja) 2019-05-31 2022-08-05 シュアー アクイジッション ホールディングス インコーポレイテッド 音声およびノイズアクティビティ検出と統合された低レイテンシオートミキサー
CN114467312A (zh) 2019-08-23 2022-05-10 舒尔获得控股公司 具有改进方向性的二维麦克风阵列
US11552611B2 (en) 2020-02-07 2023-01-10 Shure Acquisition Holdings, Inc. System and method for automatic adjustment of reference gain
USD944776S1 (en) 2020-05-05 2022-03-01 Shure Acquisition Holdings, Inc. Audio device
WO2021243368A2 (en) 2020-05-29 2021-12-02 Shure Acquisition Holdings, Inc. Transducer steering and configuration systems and methods using a local positioning system
CN116918351A (zh) 2021-01-28 2023-10-20 舒尔获得控股公司 混合音频波束成形系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1052838A1 (fr) * 1999-05-12 2000-11-15 Matra Nortel Communications Procédé et dispositif d'annulation d'écho stéréophonique à filtrage dans le domaine fréquentiel
WO2001001571A1 (en) * 1999-06-24 2001-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Acoustic echo and noise cancellation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829378A (en) * 1988-06-09 1989-05-09 Bell Communications Research, Inc. Sub-band coding of images with low computational complexity
US5793875A (en) * 1996-04-22 1998-08-11 Cardinal Sound Labs, Inc. Directional hearing system
JP3216704B2 (ja) * 1997-08-01 2001-10-09 日本電気株式会社 適応アレイ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1052838A1 (fr) * 1999-05-12 2000-11-15 Matra Nortel Communications Procédé et dispositif d'annulation d'écho stéréophonique à filtrage dans le domaine fréquentiel
WO2001001571A1 (en) * 1999-06-24 2001-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Acoustic echo and noise cancellation

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Publication number Publication date
JP2004518178A (ja) 2004-06-17
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ES2348835T3 (es) 2010-12-15
ATE474377T1 (de) 2010-07-15
EP1356589B1 (en) 2010-07-14
US20020176585A1 (en) 2002-11-28
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JP4221222B2 (ja) 2009-02-12
WO2002060057A1 (en) 2002-08-01
US6885750B2 (en) 2005-04-26
KR20020086671A (ko) 2002-11-18

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