JP2000151474A - エコーキャンセラ - Google Patents
エコーキャンセラInfo
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- JP2000151474A JP2000151474A JP10324865A JP32486598A JP2000151474A JP 2000151474 A JP2000151474 A JP 2000151474A JP 10324865 A JP10324865 A JP 10324865A JP 32486598 A JP32486598 A JP 32486598A JP 2000151474 A JP2000151474 A JP 2000151474A
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- Japan
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- double talk
- past
- adaptive filter
- memory
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
- H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
- H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダブルトーク状態でのエコーキャンセラの動
作改良を追加部品を少なく、かつ安価に実現することが
できるエコーキャンセラを提供する。 【解決手段】 エコーキャンセラは、エコー経路の伝達
特性を適応的に推定し、擬似的なエコーを発生して、そ
れを送信信号から差し引く適応フィルタ5と、適応フィ
ルタ5の過去のタップ信号x(n)を格納するメモリ1
3と、過去のエコー残差e(n)を格納するメモリ14
とを備え、ダブルトークを検出したときに、メモリ1
3,14に格納された過去のタップ信号x(n)及び過
去のエコー残差e(n)に基づいて式(8)に従って適
応フィルタ5のタップ係数をダブルトーク発生以前の状
態に戻すように制御する。
作改良を追加部品を少なく、かつ安価に実現することが
できるエコーキャンセラを提供する。 【解決手段】 エコーキャンセラは、エコー経路の伝達
特性を適応的に推定し、擬似的なエコーを発生して、そ
れを送信信号から差し引く適応フィルタ5と、適応フィ
ルタ5の過去のタップ信号x(n)を格納するメモリ1
3と、過去のエコー残差e(n)を格納するメモリ14
とを備え、ダブルトークを検出したときに、メモリ1
3,14に格納された過去のタップ信号x(n)及び過
去のエコー残差e(n)に基づいて式(8)に従って適
応フィルタ5のタップ係数をダブルトーク発生以前の状
態に戻すように制御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電話での通話や音
声会議/TV会議等に使用されるエコーキャンセラ、特
に、エコーキャンセラにおけるダブルトーク制御の改良
に関する。
声会議/TV会議等に使用されるエコーキャンセラ、特
に、エコーキャンセラにおけるダブルトーク制御の改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】エコーキャンセラ(反響消去装置)は、
反響路のインパルス応答の推定値を内部に持ち受信信号
との畳込み演算によりエコーを推定し、それを送信信号
から差し引くことによりエコーを消去する装置である。
反響路のインパルス応答は時間と共に変化するため、通
常は適応的にインパルス応答を推定する適応形エコーキ
ャンセラが用いられる。
反響路のインパルス応答の推定値を内部に持ち受信信号
との畳込み演算によりエコーを推定し、それを送信信号
から差し引くことによりエコーを消去する装置である。
反響路のインパルス応答は時間と共に変化するため、通
常は適応的にインパルス応答を推定する適応形エコーキ
ャンセラが用いられる。
【0003】図2は音響エコーキャンセラの原理を説明
するための図である。
するための図である。
【0004】図2において、1は受信信号x(n)の入
力端子、2はスピーカ、3はマイク、4は送信出力端
子、5は適応フィルタ、6は加算器、7はスピーカ2か
らマイク3へのエコーパス、8はこの部屋の話者音声信
号である。
力端子、2はスピーカ、3はマイク、4は送信出力端
子、5は適応フィルタ、6は加算器、7はスピーカ2か
らマイク3へのエコーパス、8はこの部屋の話者音声信
号である。
【0005】上記音響用エコーキャンセラの動作を説明
する。
する。
【0006】例えば、前記図2に示すエコーキャンセラ
が、音声会議やTV会議の音声部の一方の会議装置の構
成を表わしており、入力端子1と送信出力端子4とがそ
れぞれ他方の会議装置である相手の装置と通信回線を通
じて接続されているものとする。
が、音声会議やTV会議の音声部の一方の会議装置の構
成を表わしており、入力端子1と送信出力端子4とがそ
れぞれ他方の会議装置である相手の装置と通信回線を通
じて接続されているものとする。
【0007】入力端子1には、相手側からの信号が入力
してくる。この信号はスピーカ2で電気信号が音に変換
されて出力され、会議参加者に聞き取られる。この際、
スピーカからの音の一部が直接に、または壁などに反射
して間接にマイク3に入力する。図2では、このエコー
y(n)のスピーカからマイクヘの結合(以下、エコー
パスという)を破線7で示している。エコーy(n)
は、マイク3に入力されて送信出力端子4から相手側に
送られ、相手側スピーカから再生出力される。ここで、
説明を簡単にするため、それぞれスピーカ2及びマイク
3の電気/音、音/電気変換利得は、1.0としてい
る。また、変換利得を1.0としたためエコーy(n)
は、マイク出力でも同じ記号y(n)を用いることがで
きる。
してくる。この信号はスピーカ2で電気信号が音に変換
されて出力され、会議参加者に聞き取られる。この際、
スピーカからの音の一部が直接に、または壁などに反射
して間接にマイク3に入力する。図2では、このエコー
y(n)のスピーカからマイクヘの結合(以下、エコー
パスという)を破線7で示している。エコーy(n)
は、マイク3に入力されて送信出力端子4から相手側に
送られ、相手側スピーカから再生出力される。ここで、
説明を簡単にするため、それぞれスピーカ2及びマイク
3の電気/音、音/電気変換利得は、1.0としてい
る。また、変換利得を1.0としたためエコーy(n)
は、マイク出力でも同じ記号y(n)を用いることがで
きる。
【0008】エコーy(n)は、元々相手側議加者が発
言した音声の一部であるから、相手側会議参加者にとっ
てはこのエコーy(n)は不要であり、邪魔である。こ
のエコーy(n)を消去するのが図2のエコーキャンセ
ラである。
言した音声の一部であるから、相手側会議参加者にとっ
てはこのエコーy(n)は不要であり、邪魔である。こ
のエコーy(n)を消去するのが図2のエコーキャンセ
ラである。
【0009】図2では、適応フィルタ5は受信入力x
(n)より擬似エコーz(n)を発生する。そして加算
器6で、エコーy(n)に反転した擬似エコーz(n)
を加算し、エコー残差(残留エコーともいう)e(n)
を得る。このエコー残差e(n)が最小になるように適
応フィルタ5を制御することにより、擬似エコーz
(n)を実際のエコーy(n)に近づけるように動作す
る。これらの関係は、次式(1)〜(3)に示す数式で
表わされる。
(n)より擬似エコーz(n)を発生する。そして加算
器6で、エコーy(n)に反転した擬似エコーz(n)
を加算し、エコー残差(残留エコーともいう)e(n)
を得る。このエコー残差e(n)が最小になるように適
応フィルタ5を制御することにより、擬似エコーz
(n)を実際のエコーy(n)に近づけるように動作す
る。これらの関係は、次式(1)〜(3)に示す数式で
表わされる。
【0010】
【数1】 以上の動作は、自地点の会議参加者が発言していない状
態での動作である。自地点での発言者がある場合、発言
者の音声をs(n)とすると、マイク3の入力にはエコ
ーy(n)と自地点音声s(n)とが重ね合わされる。
この状態をダブルトークと言う。
態での動作である。自地点での発言者がある場合、発言
者の音声をs(n)とすると、マイク3の入力にはエコ
ーy(n)と自地点音声s(n)とが重ね合わされる。
この状態をダブルトークと言う。
【0011】この状態で、適応フィルタ5はH(n)・
x(n)が(y(n)+s(n))になるようにH
(n)を制御しようとする。しかし、元々s(n)はx
(n)と関連がないので、H(n)は収束状態からずれ
てしまう。このため、自地点での音声s(n)が存在す
る場合、できるだけ早急に音声s(n)を検出した適応
フィルタ5の適応動作を停止し、それまでのタップ係数
の状態H(nd)を保持するように制御する必要があ
る。添字(nd)は適応動作を停止した時点を示す。
x(n)が(y(n)+s(n))になるようにH
(n)を制御しようとする。しかし、元々s(n)はx
(n)と関連がないので、H(n)は収束状態からずれ
てしまう。このため、自地点での音声s(n)が存在す
る場合、できるだけ早急に音声s(n)を検出した適応
フィルタ5の適応動作を停止し、それまでのタップ係数
の状態H(nd)を保持するように制御する必要があ
る。添字(nd)は適応動作を停止した時点を示す。
【0012】ダブルトークを検出する手段として、種々
の方法がある。一番簡略な方法としては、マイク3の出
力レベルを監視し、このレベルがあるしきい値(固定
値、または適応値)、または受信入力端子1への入力レ
ベルの平均値と比較して、マイク3入力レベルがこれら
のレベルより高いとき、ダブルトークを判断する。これ
は、自地点の音声信号レベルと相手側の音声信号レベル
はほぼ同じようなレベルであり、これらに比較してエコ
ーのレべルはかなり低いと言う考えに基づいている。
の方法がある。一番簡略な方法としては、マイク3の出
力レベルを監視し、このレベルがあるしきい値(固定
値、または適応値)、または受信入力端子1への入力レ
ベルの平均値と比較して、マイク3入力レベルがこれら
のレベルより高いとき、ダブルトークを判断する。これ
は、自地点の音声信号レベルと相手側の音声信号レベル
はほぼ同じようなレベルであり、これらに比較してエコ
ーのレべルはかなり低いと言う考えに基づいている。
【0013】他のダブルトーク検出手段として、エコー
残差e(n)の変化を検出する方法がある。自地点の音
声が無い場合、適応フィルタ5のタップ係数H(n)は
収束した状態にあり、エコー残差e(n)は非常に小さ
なレベルになっている。この時、自地点の音声s(n)
が発生すると、適応フィルタ5は(y(n)+s
(n))の擬似信号を発生させようとタップ係数H
(n)を制御するが、当然H(n)は収束するはずもな
く、エコー残差e(n)は急激に増大する。この変化を
検出することによりダブルトークの検出が可能となる。
残差e(n)の変化を検出する方法がある。自地点の音
声が無い場合、適応フィルタ5のタップ係数H(n)は
収束した状態にあり、エコー残差e(n)は非常に小さ
なレベルになっている。この時、自地点の音声s(n)
が発生すると、適応フィルタ5は(y(n)+s
(n))の擬似信号を発生させようとタップ係数H
(n)を制御するが、当然H(n)は収束するはずもな
く、エコー残差e(n)は急激に増大する。この変化を
検出することによりダブルトークの検出が可能となる。
【0014】しかし、これらのダブルトーク検出方法
は、ダブルトークが発生し、その結果起こる変化を検出
している。当然のことながら、これらの変化はダブルト
ークが発生した後に引き続いて起こるものであり、ダブ
ルトークが発生してから一定時間経過後に、初めてこれ
を検出できる。この間、適応フィルタ5は適応動作を行
っているためタップ係数H(n)も収束状態から外れて
しまう。この状態になってから適応フィルタの適応動作
を停止するので、ダブルトーク状態、及びダブルトーク
が終了して適応フィルタ5が適応を完了し、再び適応状
態になるまでの間エコーy(n)を完全に抑圧できな
い。
は、ダブルトークが発生し、その結果起こる変化を検出
している。当然のことながら、これらの変化はダブルト
ークが発生した後に引き続いて起こるものであり、ダブ
ルトークが発生してから一定時間経過後に、初めてこれ
を検出できる。この間、適応フィルタ5は適応動作を行
っているためタップ係数H(n)も収束状態から外れて
しまう。この状態になってから適応フィルタの適応動作
を停止するので、ダブルトーク状態、及びダブルトーク
が終了して適応フィルタ5が適応を完了し、再び適応状
態になるまでの間エコーy(n)を完全に抑圧できな
い。
【0015】以上述べたように、これらのダブルトーク
制御方式ではタップ係数H(n)が収束状態から外れて
しまってから適応フィルタの動作を停止することを免れ
ることができない。これらのダブルトーク制御方式の欠
点を解決する方法に関する文献として、例えば以下の参
考文献がある。
制御方式ではタップ係数H(n)が収束状態から外れて
しまってから適応フィルタの動作を停止することを免れ
ることができない。これらのダブルトーク制御方式の欠
点を解決する方法に関する文献として、例えば以下の参
考文献がある。
【0016】文献:IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATI
ONS,JUNE 1977,KAZUO OCHIAI,TAKASHI ARAZEKI,TAKASHI
OGIHARA"Echo Canceler with Two Echo Path Models",
p.589-595図3は上記文献によるダブルトーク検出方法
を説明するための図である。図3の説明にあたり、図2
と同一の機能を有するものは同一番号を付している。
ONS,JUNE 1977,KAZUO OCHIAI,TAKASHI ARAZEKI,TAKASHI
OGIHARA"Echo Canceler with Two Echo Path Models",
p.589-595図3は上記文献によるダブルトーク検出方法
を説明するための図である。図3の説明にあたり、図2
と同一の機能を有するものは同一番号を付している。
【0017】図3において、1は受信信号x(n)の入
力端子、2はスピーカ、3はマイク、4は送信出力端
子、5は適応フィルタ、6は加算器、7はスピーカ2か
らマイク3へのエコーパス、8はこの部屋の話者音声信
号、9はディジタルフィルタ、10は加算器、11は監
視・制御器、12は適時ゲートである。
力端子、2はスピーカ、3はマイク、4は送信出力端
子、5は適応フィルタ、6は加算器、7はスピーカ2か
らマイク3へのエコーパス、8はこの部屋の話者音声信
号、9はディジタルフィルタ、10は加算器、11は監
視・制御器、12は適時ゲートである。
【0018】上記文献に記載された改良エコーキャンセ
ラの動作を説明する。
ラの動作を説明する。
【0019】適応フィルタ5及び加算器6で構成される
エコーキャンセラの動作は、図2のエコーキャンセラと
同一であるが、以下の点が異なる。
エコーキャンセラの動作は、図2のエコーキャンセラと
同一であるが、以下の点が異なる。
【0020】すなわち、図2のエコーキャンセラではエ
コー残差ea(n)が送信出力端4から出力されるが、
図3の改良エコーキャンセラではエコー残差ea(n)
は単に適応フィルタ5のタップ係数Ha(n)の修正に
用いられるだけである。図3では、加算器10からのフ
ィルタ9の出力zc(n)とエコーy(n)の差分ec
(n)が、送信出力として出力される。これらの関係
は、次式(4),(5)で表わされる。
コー残差ea(n)が送信出力端4から出力されるが、
図3の改良エコーキャンセラではエコー残差ea(n)
は単に適応フィルタ5のタップ係数Ha(n)の修正に
用いられるだけである。図3では、加算器10からのフ
ィルタ9の出力zc(n)とエコーy(n)の差分ec
(n)が、送信出力として出力される。これらの関係
は、次式(4),(5)で表わされる。
【0021】
【数2】 ディジタルフィルタ9は、適応フィルタではなく固定フ
ィルタであり、そのタップ係数Hc(n)には、適時ゲ
ート12を経由して適応フィルタ5のタップ係数Ha
(n)が転送される。
ィルタであり、そのタップ係数Hc(n)には、適時ゲ
ート12を経由して適応フィルタ5のタップ係数Ha
(n)が転送される。
【0022】タップ係数の転送は、監視・制御器11が
受信入力x(n)、マイク入力(y(n)+s
(n))、エコー残差ea(n)、及び送信出力ec
(n)を参照し、適応フィルタ5の状態とフィルタ9の
状態を総合的に判断して、適応フィルタ5の方がフィル
タ9より収束していると判定したときのみ適時ゲート1
2を開いてタップ係数Ha(n)をフィルタ9に転送す
る。つまり、適応フィルタ5でタップ係数Ha(n)の
適応を行い、収束した状態のタップ係数Ha(n)(=
Hc(n))を用いて擬似エコー生成し、実際のエコー
を抑圧する。例えば、外部状態が変化し、エコーy
(n)が変わった場合にも、フィルタ9には以前収束し
た状態のタップ係数Hc(n)が保持されているため、
その状態での擬似エコーを生成する。しかし、エコーパ
スが変化しているので、十分にエコーを抑圧できない。
そして、適応フィルタ5が再び収束した時、タップ係数
Ha(n)がフィルタ9に転送され、再びエコーを十分
抑圧できる。
受信入力x(n)、マイク入力(y(n)+s
(n))、エコー残差ea(n)、及び送信出力ec
(n)を参照し、適応フィルタ5の状態とフィルタ9の
状態を総合的に判断して、適応フィルタ5の方がフィル
タ9より収束していると判定したときのみ適時ゲート1
2を開いてタップ係数Ha(n)をフィルタ9に転送す
る。つまり、適応フィルタ5でタップ係数Ha(n)の
適応を行い、収束した状態のタップ係数Ha(n)(=
Hc(n))を用いて擬似エコー生成し、実際のエコー
を抑圧する。例えば、外部状態が変化し、エコーy
(n)が変わった場合にも、フィルタ9には以前収束し
た状態のタップ係数Hc(n)が保持されているため、
その状態での擬似エコーを生成する。しかし、エコーパ
スが変化しているので、十分にエコーを抑圧できない。
そして、適応フィルタ5が再び収束した時、タップ係数
Ha(n)がフィルタ9に転送され、再びエコーを十分
抑圧できる。
【0023】次に、上記改良エコーキャンセラのダブル
トークでの動作を説明する。
トークでの動作を説明する。
【0024】前述したように、ダブルトーク状態では適
応フィルタ5は収束できないので、エコー残差ea
(n)には自地点音声信号s(n)と収束状態からずれ
た本来のエコー残差とが含まれている。一方、フィルタ
9はダブルトーク状態ではタップ係数Ha(n)の転送
は行われないので、以前の収束状態でのタップ係数を保
持している。このため、加算器の出力ec(n)には、
自地点の音声s(n)と適応フィルタ5の収束状態での
エコー残差とが含まれる。
応フィルタ5は収束できないので、エコー残差ea
(n)には自地点音声信号s(n)と収束状態からずれ
た本来のエコー残差とが含まれている。一方、フィルタ
9はダブルトーク状態ではタップ係数Ha(n)の転送
は行われないので、以前の収束状態でのタップ係数を保
持している。このため、加算器の出力ec(n)には、
自地点の音声s(n)と適応フィルタ5の収束状態での
エコー残差とが含まれる。
【0025】外部状態に変化がなく、エコーパスが変動
していなければ、この時のエコー残差は十分に小さい。
この場合、送信出力は殆ど自地点音声s(n)とみな
せ、ダブルトーク状態においてもエコーが十分抑圧され
た状態で、良好な通話が可能となる。
していなければ、この時のエコー残差は十分に小さい。
この場合、送信出力は殆ど自地点音声s(n)とみな
せ、ダブルトーク状態においてもエコーが十分抑圧され
た状態で、良好な通話が可能となる。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな改良エコーキャンセラを実現するためには、フィル
タを二重に用意する必要がある。また、音響用エコーキ
ャンセラのエコー継続時間は250msにも達し、例え
ば7kHz帯域の音声で通話を行う場合、サンプリング
周波数は16kHzとなる。この場合、フィルタのタッ
プ数は、約4,000タップにもなる。さらに、監視・
制御器11及び適時ゲート12を用意する必要があり、
大幅な部品増加及び価格の上昇を招くという問題点があ
った。
うな改良エコーキャンセラを実現するためには、フィル
タを二重に用意する必要がある。また、音響用エコーキ
ャンセラのエコー継続時間は250msにも達し、例え
ば7kHz帯域の音声で通話を行う場合、サンプリング
周波数は16kHzとなる。この場合、フィルタのタッ
プ数は、約4,000タップにもなる。さらに、監視・
制御器11及び適時ゲート12を用意する必要があり、
大幅な部品増加及び価格の上昇を招くという問題点があ
った。
【0027】本発明は、ダブルトーク状態でのエコーキ
ャンセラの動作改良を追加部品を少なく、かつ安価に実
現することができるエコーキャンセラを提供することを
目的とする。
ャンセラの動作改良を追加部品を少なく、かつ安価に実
現することができるエコーキャンセラを提供することを
目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエコーキャ
ンセラは、エコー経路の伝達特性を適応的に推定し、擬
似的なエコーを発生して、それを送信信号から差し引く
適応フィルタと、適応フィルタの過去のタップ信号及
び、過去のエコー残差出力を格納するメモリと、相手発
言者の音声に自地点での発言者の音声が同時に重なり合
うダブルトークを検出するダブルトーク検出手段と、ダ
ブルトークを検出したときに、メモリに格納された過去
のタップ信号及び過去のエコー残差に基づいて適応フィ
ルタのタップ係数をダブルトーク発生以前の状態に戻す
ように制御する手段とを備えて構成する。
ンセラは、エコー経路の伝達特性を適応的に推定し、擬
似的なエコーを発生して、それを送信信号から差し引く
適応フィルタと、適応フィルタの過去のタップ信号及
び、過去のエコー残差出力を格納するメモリと、相手発
言者の音声に自地点での発言者の音声が同時に重なり合
うダブルトークを検出するダブルトーク検出手段と、ダ
ブルトークを検出したときに、メモリに格納された過去
のタップ信号及び過去のエコー残差に基づいて適応フィ
ルタのタップ係数をダブルトーク発生以前の状態に戻す
ように制御する手段とを備えて構成する。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【0030】図1は本発明の実施形態に係るエコーキャ
ンセラの構成を示すブロック図である。本実施形態に係
るエコーキャンセラの説明にあたり前記図2と同一構成
及び機能部分には同一符号を付している。
ンセラの構成を示すブロック図である。本実施形態に係
るエコーキャンセラの説明にあたり前記図2と同一構成
及び機能部分には同一符号を付している。
【0031】図1において、1は受信信号x(n)の入
力端子、2はスピーカ、3はマイク、4は送信出力端
子、5は適応フィルタ、6は加算器、7はスピーカ2か
らマイク3へのエコーパス、8はこの部屋の話者音声信
号、13は過去の適応フィルタタップ信号x(n)を格
納するメモリ、14は過去のエコー残差e(n)を格納
するメモリである。
力端子、2はスピーカ、3はマイク、4は送信出力端
子、5は適応フィルタ、6は加算器、7はスピーカ2か
らマイク3へのエコーパス、8はこの部屋の話者音声信
号、13は過去の適応フィルタタップ信号x(n)を格
納するメモリ、14は過去のエコー残差e(n)を格納
するメモリである。
【0032】適応フィルタ5は、反響路のインパルス応
答の推定値を内部に持ち受信信号x(n)との畳込み演
算により擬似的なエコーを発生して、それを送信信号か
ら差し引くフィルタである。
答の推定値を内部に持ち受信信号x(n)との畳込み演
算により擬似的なエコーを発生して、それを送信信号か
ら差し引くフィルタである。
【0033】メモリ13,14は、Lサンプル分の過去
の適応フィルタ5の信号x(n)の成分とエコー残差e
(n)を格納できるメモリ容量を有する。このLは、ダ
ブルトークの検出時間に相当する時間のサンプル個数で
あり、実際にはLをダブルトークの検出時間より大きく
なるようなサンプル個数にする。また、メモリ13とメ
モリ14は、同一メモリの記憶領域を分割して使用する
ものでもよい。
の適応フィルタ5の信号x(n)の成分とエコー残差e
(n)を格納できるメモリ容量を有する。このLは、ダ
ブルトークの検出時間に相当する時間のサンプル個数で
あり、実際にはLをダブルトークの検出時間より大きく
なるようなサンプル個数にする。また、メモリ13とメ
モリ14は、同一メモリの記憶領域を分割して使用する
ものでもよい。
【0034】このように実施形態に係るエコーキャンセ
ラは、前記図2に示すエコーキャンセラに、過去の適応
フィルタタップ信号x(n)を格納するメモリ13と、
過去のエコー残差e(n)を格納するメモリ14とが付
加された構成となっている。
ラは、前記図2に示すエコーキャンセラに、過去の適応
フィルタタップ信号x(n)を格納するメモリ13と、
過去のエコー残差e(n)を格納するメモリ14とが付
加された構成となっている。
【0035】以下、上述のように構成されたエコーキャ
ンセラの動作を説明する。
ンセラの動作を説明する。
【0036】本発明の基本的な考え方は、ダブルトーク
検出に要する時間の間にエコーキャンセラがその収束し
ている状態からずれるのを、過去の信号を用いて、元の
収束状態に戻す点にある。
検出に要する時間の間にエコーキャンセラがその収束し
ている状態からずれるのを、過去の信号を用いて、元の
収束状態に戻す点にある。
【0037】上記基本的な考え方に基づいてエコーキャ
ンセラのダブルトーク制御を詳細に説明する。
ンセラのダブルトーク制御を詳細に説明する。
【0038】適応フィルタ5には信号x(n)〜x(n
−Μ+1)が用いられており、メモリ13にはその過去
の信号x(n−M)〜x(n−M−L+1)が格納して
あるものとする。同様に、メモリ14には過去のエコー
残差e(n−1)〜e(n−L)が格納されている。
−Μ+1)が用いられており、メモリ13にはその過去
の信号x(n−M)〜x(n−M−L+1)が格納して
あるものとする。同様に、メモリ14には過去のエコー
残差e(n−1)〜e(n−L)が格納されている。
【0039】いま、この時点で何らかの手段によりダブ
ルトークが検出されたものとする。ダブルトークを検出
する手段としては、従来例で述べた種々の方法を適用す
ることができる。この時の適応フィルタのタップ係数H
(n)は前記式(3)から次式(6)で示される。
ルトークが検出されたものとする。ダブルトークを検出
する手段としては、従来例で述べた種々の方法を適用す
ることができる。この時の適応フィルタのタップ係数H
(n)は前記式(3)から次式(6)で示される。
【0040】
【数3】 したがって、上記式(6)から、逆にH(n−1)はH
(n)より以下の次式(7)に示す式で求められる。
(n)より以下の次式(7)に示す式で求められる。
【0041】
【数4】 同様な手段を繰り返すことにより、Lサンプル以前のタ
ップ係数H(n−L)は次式(8)で表される。
ップ係数H(n−L)は次式(8)で表される。
【0042】
【数5】 上記(8)式を見れば分かるように、適応フィルタ5の
信号x(n)の過去のL個の成分とエコー残差e(n)
の過去のL個が分かれば、Lサンプル前のタップ係数H
(n−L)を求めることができる。Lをダブルトークの
検出時間より大きくすることにより、タップ係数をダブ
ルトークが発生する前の収束状態に戻すことができる。
信号x(n)の過去のL個の成分とエコー残差e(n)
の過去のL個が分かれば、Lサンプル前のタップ係数H
(n−L)を求めることができる。Lをダブルトークの
検出時間より大きくすることにより、タップ係数をダブ
ルトークが発生する前の収束状態に戻すことができる。
【0043】ここで、式(8)の計算を1サンプル周期
に終了できない場合も考えられるが、この場合には、適
応フィルタ5の信号x(n)をサンプル毎に更新し、一
方、メモリ13及びメモリ14の更新を停止するように
すれば、式(8)の処理を複数サンプルにまたがって行
うことができる。
に終了できない場合も考えられるが、この場合には、適
応フィルタ5の信号x(n)をサンプル毎に更新し、一
方、メモリ13及びメモリ14の更新を停止するように
すれば、式(8)の処理を複数サンプルにまたがって行
うことができる。
【0044】以上説明したように、本実施形態に係るエ
コーキャンセラは、エコー経路の伝達特性を適応的に推
定し、擬似的なエコーを発生して、それを送信信号から
差し引く適応フィルタ5と、適応フィルタ5の過去のタ
ップ信号x(n)を格納するメモリ13と、過去のエコ
ー残差e(n)を格納するメモリ14とを備え、ダブル
トークを検出したときに、メモリ13,14に格納され
た過去のタップ信号x(n)及び過去のエコー残差e
(n)に基づいて式(8)に従って適応フィルタ5のタ
ップ係数をダブルトーク発生以前の状態に戻すように制
御したので、ダブルトーク状態でのエコーキャンセラの
動作改良を追加部品を少なく、かつ安価に実現すること
ができる。
コーキャンセラは、エコー経路の伝達特性を適応的に推
定し、擬似的なエコーを発生して、それを送信信号から
差し引く適応フィルタ5と、適応フィルタ5の過去のタ
ップ信号x(n)を格納するメモリ13と、過去のエコ
ー残差e(n)を格納するメモリ14とを備え、ダブル
トークを検出したときに、メモリ13,14に格納され
た過去のタップ信号x(n)及び過去のエコー残差e
(n)に基づいて式(8)に従って適応フィルタ5のタ
ップ係数をダブルトーク発生以前の状態に戻すように制
御したので、ダブルトーク状態でのエコーキャンセラの
動作改良を追加部品を少なく、かつ安価に実現すること
ができる。
【0045】すなわち、従来例では、前記図3に示した
ようにフィルタを二重に用意する必要があり、かつこの
フィルタのタップ数は数千タップにもなり、さらに、監
視・制御器11及び適時ゲート12を必要とすることか
ら大幅な部品増加及び価格の上昇を招いていた。これに
対して、本実施形態では、前記図2に示したエコーキャ
ンセラに、メモリ容量の少ないメモリを追加するだけの
簡素な構成であるため、部品点数の大幅な増大を招くこ
となく低コストで実現が可能である。
ようにフィルタを二重に用意する必要があり、かつこの
フィルタのタップ数は数千タップにもなり、さらに、監
視・制御器11及び適時ゲート12を必要とすることか
ら大幅な部品増加及び価格の上昇を招いていた。これに
対して、本実施形態では、前記図2に示したエコーキャ
ンセラに、メモリ容量の少ないメモリを追加するだけの
簡素な構成であるため、部品点数の大幅な増大を招くこ
となく低コストで実現が可能である。
【0046】また、上述したようにダブルトークの検出
方式は幾通りかあり、その検出時間は通常、数ms〜1
0数msである。したがって、メモリ13,14の容量
も、前記参考文献に示された改良エコーキャンセラに要
するメモリ量に比較してはるかに少ないメモリ量ですむ
ため、メモリ13,14設置によるコスト上昇は小さ
い。
方式は幾通りかあり、その検出時間は通常、数ms〜1
0数msである。したがって、メモリ13,14の容量
も、前記参考文献に示された改良エコーキャンセラに要
するメモリ量に比較してはるかに少ないメモリ量ですむ
ため、メモリ13,14設置によるコスト上昇は小さ
い。
【0047】さらに、従来例では、監視・制御器11が
適時ゲート12を制御して適応フィルタ5のタップ係数
をフィルタ9に転送するという複雑な制御を行っていた
が、本実施形態では、メモリ13,14に格納された過
去の信号を用いて元の収束状態に戻すという単純な制御
であるため、制御を行うための監視・制御器も本実施形
態の方が簡略になる。
適時ゲート12を制御して適応フィルタ5のタップ係数
をフィルタ9に転送するという複雑な制御を行っていた
が、本実施形態では、メモリ13,14に格納された過
去の信号を用いて元の収束状態に戻すという単純な制御
であるため、制御を行うための監視・制御器も本実施形
態の方が簡略になる。
【0048】このような特長を有するエコーキャンセラ
を電話や音声会議/TV会議等に使用されるエコーキャ
ンセラに適用することで、通話品質の向上を図ることが
できる。
を電話や音声会議/TV会議等に使用されるエコーキャ
ンセラに適用することで、通話品質の向上を図ることが
できる。
【0049】また、上記エコーキャンセラを構成する回
路、メモリ等の種類、数及び接続方法などは前述した実
施形態に限られない。
路、メモリ等の種類、数及び接続方法などは前述した実
施形態に限られない。
【0050】
【発明の効果】本発明に係るエコーキャンセラでは、エ
コー経路の伝達特性を適応的に推定し、擬似的なエコー
を発生して、それを送信信号から差し引く適応フィルタ
と、適応フィルタの過去のタップ信号及び、過去のエコ
ー残差出力を格納するメモリと、相手発言者の音声に自
地点での発言者の音声が同時に重なり合うダブルトーク
を検出するダブルトーク検出手段と、ダブルトークを検
出したときに、メモリに格納された過去のタップ信号及
び過去のエコー残差に基づいて適応フィルタのタップ係
数をダブルトーク発生以前の状態に戻すように制御する
手段とを備えて構成したので、ダブルトーク状態でのエ
コーキャンセラの動作改良を追加部品を少なく、かつ安
価に実現することができる。
コー経路の伝達特性を適応的に推定し、擬似的なエコー
を発生して、それを送信信号から差し引く適応フィルタ
と、適応フィルタの過去のタップ信号及び、過去のエコ
ー残差出力を格納するメモリと、相手発言者の音声に自
地点での発言者の音声が同時に重なり合うダブルトーク
を検出するダブルトーク検出手段と、ダブルトークを検
出したときに、メモリに格納された過去のタップ信号及
び過去のエコー残差に基づいて適応フィルタのタップ係
数をダブルトーク発生以前の状態に戻すように制御する
手段とを備えて構成したので、ダブルトーク状態でのエ
コーキャンセラの動作改良を追加部品を少なく、かつ安
価に実現することができる。
【図1】本発明を適用した実施形態に係るエコーキャン
セラの原理図である。
セラの原理図である。
【図2】従来の音響用エコーキャンセラの原理図であ
る。
る。
【図3】従来の改良エコーキャンセラの原理図である。
1 入力端子、2 スピーカ、3 マイク、4 送信出
力端子、5 適応フィルタ、6 加算器、7 エコーパ
ス、8 話者音声信号、13,14 メモリ
力端子、5 適応フィルタ、6 加算器、7 エコーパ
ス、8 話者音声信号、13,14 メモリ
Claims (1)
- 【請求項1】 エコー経路の伝達特性を適応的に推定
し、擬似的なエコーを発生して、それを送信信号から差
し引く適応フィルタと、 前記適応フィルタの過去のタップ信号及び、過去のエコ
ー残差出力を格納するメモリと、 相手発言者の音声に自地点での発言者の音声が同時に重
なり合うダブルトークを検出するダブルトーク検出手段
と、 ダブルトークを検出したときに、前記メモリに格納され
た過去のタップ信号及び過去のエコー残差に基づいて前
記適応フィルタのタップ係数をダブルトーク発生以前の
状態に戻すように制御する手段とを備えたことを特徴と
するエコーキャンセラ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32486598A JP3385221B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | エコーキャンセラ |
US09/395,568 US6574337B1 (en) | 1998-11-16 | 1999-09-14 | Adaptive echo canceler undoing adaptations made during double-talk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32486598A JP3385221B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | エコーキャンセラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000151474A true JP2000151474A (ja) | 2000-05-30 |
JP3385221B2 JP3385221B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=18170517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32486598A Expired - Fee Related JP3385221B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | エコーキャンセラ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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DE10329055B4 (de) * | 2003-06-27 | 2005-10-13 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Echokompensation |
US7809129B2 (en) * | 2007-08-31 | 2010-10-05 | Motorola, Inc. | Acoustic echo cancellation based on noise environment |
US20120140940A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-07 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method and device for cancelling acoustic echo |
GB2501234A (en) * | 2012-03-05 | 2013-10-23 | Microsoft Corp | Determining correlation between first and second received signals to estimate delay while a disturbance condition is present on the second signal |
US9473646B1 (en) * | 2013-09-16 | 2016-10-18 | Amazon Technologies, Inc. | Robust acoustic echo cancellation |
CN106686270A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 电信科学技术研究院 | 一种改善声学回波抵消器自适应学习的方法及装置 |
US10200540B1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-05 | Bose Corporation | Efficient reutilization of acoustic echo canceler channels |
US10594869B2 (en) | 2017-08-03 | 2020-03-17 | Bose Corporation | Mitigating impact of double talk for residual echo suppressors |
US10542153B2 (en) | 2017-08-03 | 2020-01-21 | Bose Corporation | Multi-channel residual echo suppression |
US10863269B2 (en) | 2017-10-03 | 2020-12-08 | Bose Corporation | Spatial double-talk detector |
US10964305B2 (en) | 2019-05-20 | 2021-03-30 | Bose Corporation | Mitigating impact of double talk for residual echo suppressors |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61189735A (ja) | 1985-02-18 | 1986-08-23 | Nec Corp | エコ−キヤンセラ |
JP2558625B2 (ja) | 1985-07-25 | 1996-11-27 | 松下電器産業株式会社 | エコ−キヤンセラ |
JPH01126839A (ja) | 1987-11-12 | 1989-05-18 | Japan Radio Co Ltd | エコー消去回路 |
JPH02305231A (ja) | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | エコーキャンセラ |
JP3304119B2 (ja) | 1992-01-29 | 2002-07-22 | エヌイーシーインフロンティア株式会社 | エコーキャンセラ |
US5307405A (en) * | 1992-09-25 | 1994-04-26 | Qualcomm Incorporated | Network echo canceller |
US5327496A (en) * | 1993-06-30 | 1994-07-05 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Communication device, apparatus, and method utilizing pseudonoise signal for acoustical echo cancellation |
JPH07193528A (ja) | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | エコーキャンセラ制御方法及びそのエコーキャンセラ装置 |
JP2953954B2 (ja) | 1994-05-06 | 1999-09-27 | エヌ・ティ・ティ移動通信網株式会社 | ダブルトーク検出装置およびエコーキャンセラ |
JP3395388B2 (ja) * | 1994-08-16 | 2003-04-14 | ソニー株式会社 | 信号適応処理装置及びエコー抑圧装置 |
JPH08265222A (ja) | 1995-03-20 | 1996-10-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | エコーキャンセラ |
JP2778513B2 (ja) | 1995-04-14 | 1998-07-23 | 日本電気株式会社 | エコーキャンセラ装置 |
US6185300B1 (en) * | 1996-12-31 | 2001-02-06 | Ericsson Inc. | Echo canceler for use in communications system |
US6160886A (en) * | 1996-12-31 | 2000-12-12 | Ericsson Inc. | Methods and apparatus for improved echo suppression in communications systems |
JP3396393B2 (ja) * | 1997-04-30 | 2003-04-14 | 沖電気工業株式会社 | エコー・雑音成分除去装置 |
JP3236242B2 (ja) * | 1997-05-12 | 2001-12-10 | 沖電気工業株式会社 | エコーキャンセラ装置 |
JP3361724B2 (ja) * | 1997-06-11 | 2003-01-07 | 沖電気工業株式会社 | エコーキャンセラ装置 |
-
1998
- 1998-11-16 JP JP32486598A patent/JP3385221B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-09-14 US US09/395,568 patent/US6574337B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3385221B2 (ja) | 2003-03-10 |
US6574337B1 (en) | 2003-06-03 |
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