JP2002511715A - エコーキャンセレーション - Google Patents
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- H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
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- H04M3/42—Systems providing special services or facilities to subscribers
- H04M3/56—Arrangements for connecting several subscribers to a common circuit, i.e. affording conference facilities
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Monitoring And Testing Of Exchanges (AREA)
- Interconnected Communication Systems, Intercoms, And Interphones (AREA)
Abstract
(57)【要約】
会議中に各参加者がモノラル信号を発生し、出力チャンネル(42)上を他の参加者へ送り、他の参加者から複数の入力チャンネル(411、412、413)を受取り、該入力チャンネル(411、412、413)が選択された所定の伝達関数(81、82、83)をもつ各フィルタバンクによってステレオフォニック信号の対に個々に変換され、ステレオチャンネルが線形に結合されて(92)、ステレオフォニックオーディオ出力(22L、22R)を供給する。システムはエコーキャンセレーションシステムをもち、適応フィルタプロセス(62)を入力チャンネル(411、412、413)に適用して、結合されたエコーキャンセレーション信号を発生して、出力チャンネル(42)へ適用する。ステレオ適応フィルタ(62)は結合された入力チャンネルの対に適用されてエコーキャンセレーション信号を発生して、出力チャンネル(42)へ適用する。ステレオフォニック信号の対の間の相関は、所定の伝達関数(81、82、83)の知識に基づいて適応プロセスを制御することによって可能になる。別々の適応フィルタ(621、622、623)が、(ステレオの対への変換前か、または変換後に)各入力チャンネル(411、412、413)に用意され、フィルタの出力は結合されて(91)、キャンセレーション信号を形成することができる。
Description
【0001】 発明の属する技術分野 本発明は、エコーキャンセレーション、とくにビデオ会議システムにおいて使
用するスペーシャライズドオーディオシステム(spatialised audio system;空
間配置を組込んだオーディオ系)、すなわち異なる位置における2以上のユーザ
が、オーディオビジュアル遠隔通信システムを使用して会話に参加するシステム
で使用するエコーキャンセレーションに関する。現在ほとんどのシステムは広帯
域のモノフォニックオーディオシステムを使用し、再生されたサウンドはビジョ
ンモニタに取り付けられた内部スピーカ、または補助の高忠実度スピーカの何れ
かを使用する。これは良好な品質のオーディオを供給するが、ビデオとサウンド
イメージとを一緒に配置する(コロケート)方法はない。小型ビジュアルディス
プレイユニットでは、これは問題ではないが、より生に近く(life like)、かつ
浸透性(immersive)をもつ環境へ移行し続けるときに、スペーシャライズドサウ
ンドをもつことが必要になる。
用するスペーシャライズドオーディオシステム(spatialised audio system;空
間配置を組込んだオーディオ系)、すなわち異なる位置における2以上のユーザ
が、オーディオビジュアル遠隔通信システムを使用して会話に参加するシステム
で使用するエコーキャンセレーションに関する。現在ほとんどのシステムは広帯
域のモノフォニックオーディオシステムを使用し、再生されたサウンドはビジョ
ンモニタに取り付けられた内部スピーカ、または補助の高忠実度スピーカの何れ
かを使用する。これは良好な品質のオーディオを供給するが、ビデオとサウンド
イメージとを一緒に配置する(コロケート)方法はない。小型ビジュアルディス
プレイユニットでは、これは問題ではないが、より生に近く(life like)、かつ
浸透性(immersive)をもつ環境へ移行し続けるときに、スペーシャライズドサウ
ンドをもつことが必要になる。
【0002】 従来の技術 双方向オーディオシステム、すなわちサウンドが同じユーザとの間を移動する
システムでは、いずれも入力チャンネルのスピーカと出力チャンネルのマイクロ
フォンとの間の音響のフィードバックすなわち“エコー”の問題がある。簡単な
モノシステムを示した図1から分かるように、図1のh1(t)によって表わした室
B内のスピーカ(22)とマイクロフォン(12)との間に音響経路が有るときに、
エコーが発生する。室‘A’内の送話者31は、室“A”内のマイクロフォン11か
ら、外方向チャンネル41、室B内のスピーカ22、音響経路h1(t)、室B内のマイ
クロフォン12、戻りチャンネル42、および室“A”内のスピーカ21を通る自分自
身の音声のエコーを聞く。室‘B’内の受話者32も上述の経路を通った送話者31
のエコーを聞き、次にこのエコーを室“A”内のスピーカ21とマイクロフォン11
との間の音響経路h2(t)を通り、再びオンワードチャンネル41上を通って室“B
”内のスピーカ22へ再び送る。これらはそれぞれ‘送話者エコー(トーカエコー
)’および‘受話者エコー(リスナエコー)’と呼ばれる。
システムでは、いずれも入力チャンネルのスピーカと出力チャンネルのマイクロ
フォンとの間の音響のフィードバックすなわち“エコー”の問題がある。簡単な
モノシステムを示した図1から分かるように、図1のh1(t)によって表わした室
B内のスピーカ(22)とマイクロフォン(12)との間に音響経路が有るときに、
エコーが発生する。室‘A’内の送話者31は、室“A”内のマイクロフォン11か
ら、外方向チャンネル41、室B内のスピーカ22、音響経路h1(t)、室B内のマイ
クロフォン12、戻りチャンネル42、および室“A”内のスピーカ21を通る自分自
身の音声のエコーを聞く。室‘B’内の受話者32も上述の経路を通った送話者31
のエコーを聞き、次にこのエコーを室“A”内のスピーカ21とマイクロフォン11
との間の音響経路h2(t)を通り、再びオンワードチャンネル41上を通って室“B
”内のスピーカ22へ再び送る。これらはそれぞれ‘送話者エコー(トーカエコー
)’および‘受話者エコー(リスナエコー)’と呼ばれる。
【0003】 大きさおよび時間遅延に依存して、エコーは気付かないものから不安定性およ
びハウリングを生じるひどい欠陥に至るまでのどんなものであってもよい。
びハウリングを生じるひどい欠陥に至るまでのどんなものであってもよい。
【0004】 エコーの生成は、身体に装着したデバイスを使用することによって避けること
ができる。ヘッドフォンを使用して、マイクロフォンから到来するサウンドを隔
離してもよい。その代わりに、(例えば、ユーザの衣服にクリップ留めされる)
“クロース(close;近接)”マイクロフォンを使用してもよい。これらの感度は
距離に対して急速に減衰するので、装着者の音声ははっきりと検出されるが、い
くらかの距離をおいたスピーカから放出される信号は低音量でのみ検出される。
しかしながら身体に装着されるデバイスが常に実用的という訳ではなく、ユーザ
が使用するのには不適切であり、各ユーザに所定の位置で個々に用意するのを要
求するのは不便である。
ができる。ヘッドフォンを使用して、マイクロフォンから到来するサウンドを隔
離してもよい。その代わりに、(例えば、ユーザの衣服にクリップ留めされる)
“クロース(close;近接)”マイクロフォンを使用してもよい。これらの感度は
距離に対して急速に減衰するので、装着者の音声ははっきりと検出されるが、い
くらかの距離をおいたスピーカから放出される信号は低音量でのみ検出される。
しかしながら身体に装着されるデバイスが常に実用的という訳ではなく、ユーザ
が使用するのには不適切であり、各ユーザに所定の位置で個々に用意するのを要
求するのは不便である。
【0005】 エコーの生成を避けることができない状況では、各信号が元の信号の源へ戻る
のを避けるのに、エコーキャンセレーションまたはキャンセレーションのいくつ
かの形態が望ましい。エコー抑制と呼ばれるエコーキャンセレーションの簡単な
形態を図2に示した。エコーは、室内の人が話しているときに信号送信を可能に
することのみによって防止される。スイッチ51、52、またはより精巧なシステム
の可変減衰器は、送受信信号41、42を解析し、判断アルゴリズムを使用して、送
信が許された時間を判断することによって制御される。これは非常に効果的なエ
コーキャンセレーション方法であって、しかもかなり介入できるもの(intrusive
)である。二重発話、すなわち両方の当事者が同時に話すことは不可能である。
のを避けるのに、エコーキャンセレーションまたはキャンセレーションのいくつ
かの形態が望ましい。エコー抑制と呼ばれるエコーキャンセレーションの簡単な
形態を図2に示した。エコーは、室内の人が話しているときに信号送信を可能に
することのみによって防止される。スイッチ51、52、またはより精巧なシステム
の可変減衰器は、送受信信号41、42を解析し、判断アルゴリズムを使用して、送
信が許された時間を判断することによって制御される。これは非常に効果的なエ
コーキャンセレーション方法であって、しかもかなり介入できるもの(intrusive
)である。二重発話、すなわち両方の当事者が同時に話すことは不可能である。
【0006】 エコーキャンセレーションの背後にある原理は図3から分かる。戻り経路42内
のエコー信号、すなわちd(t)は、スピーカとマイクロフォンとの間の音響経路に
よって生成される。キャンセレーションは、キャンセラー62において信号経路の
合成モデルh(t)[注:原文はhの上に抑揚音符(アクソン シルコンフレックス
)を付したものであるが、ここではhに下線を付すもので代用する。以下同じ。
図3(62)参照]を生成することによって達成され、エコーは戻り経路42内のコ
ンバイナ90において差し引くことによって取除くことができる。ここで信号e(t)
はエコーを含まず、室Bへ向けられたサウンドのみを含む。h(t)のモデリングは
普通、e(t)をゼロにする適合技術によって達成され、最も簡単で、最も一般的な
適合技術は‘最小二乗平均’(LMS)アルゴリズムと呼ばれる。LMSの欠点
は、適合にかかる時間が信号の特性に依存することである。他のアルゴリズム、
例えば‘再帰的(リカーシブ)最小自乗’(RLS)、または‘アフィン投影’
(AP)はより効果的であるが、処理要件が著しく増える。
のエコー信号、すなわちd(t)は、スピーカとマイクロフォンとの間の音響経路に
よって生成される。キャンセレーションは、キャンセラー62において信号経路の
合成モデルh(t)[注:原文はhの上に抑揚音符(アクソン シルコンフレックス
)を付したものであるが、ここではhに下線を付すもので代用する。以下同じ。
図3(62)参照]を生成することによって達成され、エコーは戻り経路42内のコ
ンバイナ90において差し引くことによって取除くことができる。ここで信号e(t)
はエコーを含まず、室Bへ向けられたサウンドのみを含む。h(t)のモデリングは
普通、e(t)をゼロにする適合技術によって達成され、最も簡単で、最も一般的な
適合技術は‘最小二乗平均’(LMS)アルゴリズムと呼ばれる。LMSの欠点
は、適合にかかる時間が信号の特性に依存することである。他のアルゴリズム、
例えば‘再帰的(リカーシブ)最小自乗’(RLS)、または‘アフィン投影’
(AP)はより効果的であるが、処理要件が著しく増える。
【0007】 モノフォニックエコーキャンセレーションは完成された技術であり、遠隔通信
において広く使用されており、遠隔通信の良い例としては拡声電話(loud-speaki
ng telephone)、通信会議システム、ネットワークエコーキャンセレーション、
およびデータ送信がある。“人工的な”スペーシャライズドサウンドシステムで
は、モノ信号が2以上のスピーカにおいて再生され、利得および遅延において線
形に操作され、要求された方向から発信しているようにように見えるが、このシ
ステムでは、モノフォニックエコーキャンセレーション技術を使用することがで
きる。しかしながら‘真’のスペーシャルサウンドでは、マルチチャンネル信号
が送られて、送信している室の特徴が受信している室において再生され、これが
基本的なエコーキャンセレーション問題を表わしている。
において広く使用されており、遠隔通信の良い例としては拡声電話(loud-speaki
ng telephone)、通信会議システム、ネットワークエコーキャンセレーション、
およびデータ送信がある。“人工的な”スペーシャライズドサウンドシステムで
は、モノ信号が2以上のスピーカにおいて再生され、利得および遅延において線
形に操作され、要求された方向から発信しているようにように見えるが、このシ
ステムでは、モノフォニックエコーキャンセレーション技術を使用することがで
きる。しかしながら‘真’のスペーシャルサウンドでは、マルチチャンネル信号
が送られて、送信している室の特徴が受信している室において再生され、これが
基本的なエコーキャンセレーション問題を表わしている。
【0008】 多チャンネルのエコーキャンセレーションについては、エコー経路数は、図4
に示したように室B内のマイクロフォン数とスピーカ数とを2つづつ備えたシス
テムではその積である。図4は、マイクロフォン12Rに対するエコー適応ユニッ
ト62L、62Rが2つの入力チャンネル41L、41Rの各々と関係しており、エコー
適応ユニット62L、62Rの出力がコンバイナユニット91において結合されて、キ
ャンセル信号h(t)を供給することを示している。他のマイクロフォン12Lと関
係している他の経路42L(図示されていない)には別の適応ユニットが必要とな
ることに注意すべきである。
に示したように室B内のマイクロフォン数とスピーカ数とを2つづつ備えたシス
テムではその積である。図4は、マイクロフォン12Rに対するエコー適応ユニッ
ト62L、62Rが2つの入力チャンネル41L、41Rの各々と関係しており、エコー
適応ユニット62L、62Rの出力がコンバイナユニット91において結合されて、キ
ャンセル信号h(t)を供給することを示している。他のマイクロフォン12Lと関
係している他の経路42L(図示されていない)には別の適応ユニットが必要とな
ることに注意すべきである。
【0009】 したがって問題は、未知のシステムで各出力h(t)ごとにいくつもの入力(g
L(t)、gR(t))をもつものを特徴付けることの1つであることが分かる。した
がってXL(t)およびXR(t)が完全に独立しているとすると、適応アルゴリズム
は正しい解へ集中するのみとなることができる。これは、元の源が関係している
ステレオ(またはマルチ(多)チャンネル)信号では生じ難い。静止音源に対す
る1つのアプローチは、一方のチャンネルを他方のチャンネルから導き出し、単
一のチャンネルエコーキャンセラ62がエコー経路hL(t)、hR(t)の両方をモデ
ル化できることを仮定することである。これは図5に示してある。因果律(causa
lity)は、セレクタ60がキャンセラー入力をチャンネル(gL(t)、gR(t))か
らより少ない遅延でキャンセラー入力を採用することによって維持される。ここ
ではキャンセラー62が今度はh(t)およびg(t)の両方をモデル化することを欠点
としている。源が移動するか、または異なるスピーカが話し始めると、g(t)が(
gL(t)およびgR(t)の関係する利得および遅延)を変更して、再適応を要求す
る。g(t)の両方のチャンネルが安定した逆(inverse)をもつことも仮定している
。
L(t)、gR(t))をもつものを特徴付けることの1つであることが分かる。した
がってXL(t)およびXR(t)が完全に独立しているとすると、適応アルゴリズム
は正しい解へ集中するのみとなることができる。これは、元の源が関係している
ステレオ(またはマルチ(多)チャンネル)信号では生じ難い。静止音源に対す
る1つのアプローチは、一方のチャンネルを他方のチャンネルから導き出し、単
一のチャンネルエコーキャンセラ62がエコー経路hL(t)、hR(t)の両方をモデ
ル化できることを仮定することである。これは図5に示してある。因果律(causa
lity)は、セレクタ60がキャンセラー入力をチャンネル(gL(t)、gR(t))か
らより少ない遅延でキャンセラー入力を採用することによって維持される。ここ
ではキャンセラー62が今度はh(t)およびg(t)の両方をモデル化することを欠点
としている。源が移動するか、または異なるスピーカが話し始めると、g(t)が(
gL(t)およびgR(t)の関係する利得および遅延)を変更して、再適応を要求す
る。g(t)の両方のチャンネルが安定した逆(inverse)をもつことも仮定している
。
【0010】 別のアプローチでは、チャンネル間の相互相関を低減しようとしている。これ
はオーディオ品質またはステレオーイメージを劣化せずに達成しなければならな
い。いくつかの方法が試行されている。各チャンネルに対する独立のノイズ源に
加えることが提案されたが、ノイズは可聴である。一方のチャンネルを他方のチ
ャンネルに対して周波数シフトするとステレオイメージを乱す。デコレレーティ
ングフィルタ(decorrelating filter、相関解除フィルタ)も試したが、適切な相
関解除はできなかった。心理音響学的マスク効果によって不可聴にするために、
非線形の歪みを加えることが主張された。所定の周波数において1つのチャンネ
ルのみがエネルギを含む間隙を含んだ組合せフィルタを使用することが報告され
ているが、その振舞いは1キロヘルツより低い。
はオーディオ品質またはステレオーイメージを劣化せずに達成しなければならな
い。いくつかの方法が試行されている。各チャンネルに対する独立のノイズ源に
加えることが提案されたが、ノイズは可聴である。一方のチャンネルを他方のチ
ャンネルに対して周波数シフトするとステレオイメージを乱す。デコレレーティ
ングフィルタ(decorrelating filter、相関解除フィルタ)も試したが、適切な相
関解除はできなかった。心理音響学的マスク効果によって不可聴にするために、
非線形の歪みを加えることが主張された。所定の周波数において1つのチャンネ
ルのみがエネルギを含む間隙を含んだ組合せフィルタを使用することが報告され
ているが、その振舞いは1キロヘルツより低い。
【0011】 相関解除が非常によいものでない限り、高速適応アルゴリズム、例えばステレ
オ高速RLS(帰納的な最小2乗法(recursive least square))が要求されるこ
とになる。これらはコンピュータ処理上非常にコスト高であり、各フィルタ係数
ごとに28の乗算と28の加算のオーダーを要求する。例えば、16キロヘルツ
でサンプリングする75ミリ秒のステレオ高速RLSエコーキャンセラは、毎秒
109より多い数の乗算を要求する。最新のDSPデバイス(例えば、Texas TM
S320C6X)でさえ、毎秒2×108の乗算を取扱えるにすぎない。
オ高速RLS(帰納的な最小2乗法(recursive least square))が要求されるこ
とになる。これらはコンピュータ処理上非常にコスト高であり、各フィルタ係数
ごとに28の乗算と28の加算のオーダーを要求する。例えば、16キロヘルツ
でサンプリングする75ミリ秒のステレオ高速RLSエコーキャンセラは、毎秒
109より多い数の乗算を要求する。最新のDSPデバイス(例えば、Texas TM
S320C6X)でさえ、毎秒2×108の乗算を取扱えるにすぎない。
【0012】 発明が解決しようとする課題 本発明にしたがって、オーディオ会議システムとして、会議の参加者が出力チ
ャンネル上で他の参加者へ送るモノラル信号を発生し、他の参加者から複数の入
力チャンネルを受取り、該入力チャンネルは線形に結合され、複数のオーディオ
チャンネルを含むスペーシャライズドオーディオ出力を供給するオーディオ会議
システムにおけるエコーキャンセレーション方法であって;適応フィルタが入力
チャンネルに適用されて、出力チャンネルへ適用するためのエコーキャンセレー
ション信号を発生することを特徴とする方法を提供する。
ャンネル上で他の参加者へ送るモノラル信号を発生し、他の参加者から複数の入
力チャンネルを受取り、該入力チャンネルは線形に結合され、複数のオーディオ
チャンネルを含むスペーシャライズドオーディオ出力を供給するオーディオ会議
システムにおけるエコーキャンセレーション方法であって;適応フィルタが入力
チャンネルに適用されて、出力チャンネルへ適用するためのエコーキャンセレー
ション信号を発生することを特徴とする方法を提供する。
【0013】 別の態様にしたがって、1つの出力チャンネルと複数の入力チャンネルをもち
、該入力チャンネルが線形に結合されて、複数のオーディオチャンネルを含むス
ペーシャライズドオーディオ出力を供給するオーディオ会議システム用のエコー
キャンセレーション装置であって;適応フィルタが入力チャンネルに適用されて
、出力チャンネルに適用するためのエコーキャンセレーション信号を発生し、出
力チャンネルを適用することを特徴とするエコーキャンセレーション装置を提供
する。
、該入力チャンネルが線形に結合されて、複数のオーディオチャンネルを含むス
ペーシャライズドオーディオ出力を供給するオーディオ会議システム用のエコー
キャンセレーション装置であって;適応フィルタが入力チャンネルに適用されて
、出力チャンネルに適用するためのエコーキャンセレーション信号を発生し、出
力チャンネルを適用することを特徴とするエコーキャンセレーション装置を提供
する。
【0014】 線形スペーシャライゼーション技術を使用するので、スペーシャライズされた
出力の各スピーカからの出力は入力の線形の組合せとなる。これはエコー成分お
よび完全な信号に対して真である。入力チャンネルが独立しているので、個々の
エコー成分が相関せず、各入力チャンネルはその入力チャンネルに専用の適応フ
ィルタによって識別することができる。したがってこのシステムでは、図4を参
照して既に記載した相関の問題に直面しない。
出力の各スピーカからの出力は入力の線形の組合せとなる。これはエコー成分お
よび完全な信号に対して真である。入力チャンネルが独立しているので、個々の
エコー成分が相関せず、各入力チャンネルはその入力チャンネルに専用の適応フ
ィルタによって識別することができる。したがってこのシステムでは、図4を参
照して既に記載した相関の問題に直面しない。
【0015】 別々の適応フィルタを各入力チャンネルに用意して、フィルタ出力を結合して
、キャンセレーション信号を形成してもよい。これらのフィルタはモノフォニッ
クであってもよいが、入力信号を個々に各所定の伝達関数によってスペーシャラ
イズされた信号の組(例えばステレオフォニック信号の対)に変換される構成で
は、適応フィルタは多チャンネルのフィルタ(例えばステレオフィルタ)であっ
てもよく、各伝達関数に関係するデータによってドライブされる適応プロセスを
使用するのに、スペーシャライズされた信号の組間の相関関係が可能になる。こ
れはスペーシャライゼーション機能の中での変更に対して適応可能としている。
、キャンセレーション信号を形成してもよい。これらのフィルタはモノフォニッ
クであってもよいが、入力信号を個々に各所定の伝達関数によってスペーシャラ
イズされた信号の組(例えばステレオフォニック信号の対)に変換される構成で
は、適応フィルタは多チャンネルのフィルタ(例えばステレオフィルタ)であっ
てもよく、各伝達関数に関係するデータによってドライブされる適応プロセスを
使用するのに、スペーシャライズされた信号の組間の相関関係が可能になる。こ
れはスペーシャライゼーション機能の中での変更に対して適応可能としている。
【0016】 この構成の変形例では、1つのマルチチャンネルアダプティブフィルタは結合
された入力チャンネルの組に適用されて、エコーキャンセレーション信号を発生
して、出力チャンネルに適用するスペーシャライズされた信号の組間の相関は所
定の伝達関数(81,82,83)に関係するデータに基づいて適応プロセスを使用す
ることを許される。
された入力チャンネルの組に適用されて、エコーキャンセレーション信号を発生
して、出力チャンネルに適用するスペーシャライズされた信号の組間の相関は所
定の伝達関数(81,82,83)に関係するデータに基づいて適応プロセスを使用す
ることを許される。
【0017】 詳細な実施形態では、トランスオーラル(transaural、超聴覚)ステレオスペー
シャライゼーションプロセスを使用するが、本発明は2以上のスピーカをもつパ
ン操作された(panned、左右(または上下)の走査をすること)アンビソニックの
伝達関数にも応用できる。
シャライゼーションプロセスを使用するが、本発明は2以上のスピーカをもつパ
ン操作された(panned、左右(または上下)の走査をすること)アンビソニックの
伝達関数にも応用できる。
【0018】 ここで本発明のエコーキャンセレーションシステムの3つの実施形態を添付の
図面、とくに図6、7、および8を参照して例示的に記載することにする。
図面、とくに図6、7、および8を参照して例示的に記載することにする。
【0019】 発明の実施の形態 図6、7、および8の実施形態は、本発明の原理をトランスオーラルシステム
−すなわち各到来信号411、412、413がフィルタバンク81、82、83を、2つのス
ピーカ22L、22Rを使用して、受話者のそれぞれ左耳および右耳によって聞き取
られるサウンドを再生するのに適したフィルタ設定して、処理されるシステムに
応用する。これらの設定は、“ヘッドが関係する伝達関数”(HRTF)として
知られている。フィルタリング71を使用して、左側の送話者と右側の耳との間、
またはその逆の漏話(クロストーク)をなくす。この原理は、適切なスケーリン
グをもつヘッドに関係する伝達関数のフィルタバンク(HRTF)を要求される
数のチャンネルに置換することによって、(同じモノ信号が正しい位置にバーチ
ャルサウンド源を置くように選択された関係する強度をもち、両方のスピーカか
ら送られる)選別されたステレオシステムまたは(2以上のスピーカが制御され
、もとのサウンドのフィールドの波面を再生する)アンビソニックシステムの両
方から送られる。
−すなわち各到来信号411、412、413がフィルタバンク81、82、83を、2つのス
ピーカ22L、22Rを使用して、受話者のそれぞれ左耳および右耳によって聞き取
られるサウンドを再生するのに適したフィルタ設定して、処理されるシステムに
応用する。これらの設定は、“ヘッドが関係する伝達関数”(HRTF)として
知られている。フィルタリング71を使用して、左側の送話者と右側の耳との間、
またはその逆の漏話(クロストーク)をなくす。この原理は、適切なスケーリン
グをもつヘッドに関係する伝達関数のフィルタバンク(HRTF)を要求される
数のチャンネルに置換することによって、(同じモノ信号が正しい位置にバーチ
ャルサウンド源を置くように選択された関係する強度をもち、両方のスピーカか
ら送られる)選別されたステレオシステムまたは(2以上のスピーカが制御され
、もとのサウンドのフィールドの波面を再生する)アンビソニックシステムの両
方から送られる。
【0020】 図6の実施形態はモノエコーキャンセラーを使用する。人工的なトランスオー
ラル処理およびアンビソニック処理の両方は適切に定められた線形プロセスであ
る。モノ信号は戻り経路42上を送られ、さらに各入力チャンネル411、412、413
上で受取られ、フィルタバンク81、82、83ごとに適切な所定のヘッドに関係する
伝達関数(HRTF)を使用してアンビソニック環境内に置かれ、フィルタバン
ク81、82、83の出力は結合されて(92L、92R)、信号をスピーカ22L、22Rへ
供給する。これらのフィルタ値は各入力信号411、412、413に対して要求される
スペーシャライゼーションにしたがって制御システム98によってメモリ99から選
択することができる。エコーキャンセレーションは、各入力ごとにモノエコーキ
ャンセラ621、622、623を使用して達成することができる。各キャンセラは出力
信号42を各入力信号411、412、413でコンボルブ(convolve、たたみ込み)して、
その入力との相関を識別し、キャンセレーション信号を生成する。別々のエコー
キャンセレーション信号の各々は、コンバイナ91に付加されて、キャンセレーシ
ョン信号を生成し、次にキャンセレーション信号は戻り経路42(上のコンバイナ
90)へ付加されて、各入力チャンネルに属することができるエコーの一部をキャ
ンセルすることができる。
ラル処理およびアンビソニック処理の両方は適切に定められた線形プロセスであ
る。モノ信号は戻り経路42上を送られ、さらに各入力チャンネル411、412、413
上で受取られ、フィルタバンク81、82、83ごとに適切な所定のヘッドに関係する
伝達関数(HRTF)を使用してアンビソニック環境内に置かれ、フィルタバン
ク81、82、83の出力は結合されて(92L、92R)、信号をスピーカ22L、22Rへ
供給する。これらのフィルタ値は各入力信号411、412、413に対して要求される
スペーシャライゼーションにしたがって制御システム98によってメモリ99から選
択することができる。エコーキャンセレーションは、各入力ごとにモノエコーキ
ャンセラ621、622、623を使用して達成することができる。各キャンセラは出力
信号42を各入力信号411、412、413でコンボルブ(convolve、たたみ込み)して、
その入力との相関を識別し、キャンセレーション信号を生成する。別々のエコー
キャンセレーション信号の各々は、コンバイナ91に付加されて、キャンセレーシ
ョン信号を生成し、次にキャンセレーション信号は戻り経路42(上のコンバイナ
90)へ付加されて、各入力チャンネルに属することができるエコーの一部をキャ
ンセルすることができる。
【0021】 既存のエコーキャンセラとは対照的に、現在エコー経路は、HRTF81、82、
83と漏話キャンセラ71とコンボルブする室の応答(スピーカ22L、22Rとマイク
ロフォン12との間のアコースティック経路)からなる。このアプローチでは、確
立されたエコーキャンセレーション方法を使用することができる。
83と漏話キャンセラ71とコンボルブする室の応答(スピーカ22L、22Rとマイク
ロフォン12との間のアコースティック経路)からなる。このアプローチでは、確
立されたエコーキャンセレーション方法を使用することができる。
【0022】 しかしながら、アンビソニック環境における源の位置は、例えばサウンド源の
1つの移動をシミュレートするように変更してもよい。その代わりに、欧州特許
出願98302763.2から優先権を主張している発明者の審査中の出願に記載されてい
るように、使用可能なチャンネル数は潜在的なサウンド源の数よりも少ないとき
、異なるサウンド源によって1つのチャンネルを使用して、同じ会議中に異なる
回数だけ異なるスペーシャライゼーションを要求する。アンビソニック環境への
、したがってフィルタ81、82、83を定めるのに使用されるヘッドに関係する伝達
関数の変化は、エコーキャンセラの再適用を要求する。この欠点は、図7に示し
たシステムを使用して克服することができる。
1つの移動をシミュレートするように変更してもよい。その代わりに、欧州特許
出願98302763.2から優先権を主張している発明者の審査中の出願に記載されてい
るように、使用可能なチャンネル数は潜在的なサウンド源の数よりも少ないとき
、異なるサウンド源によって1つのチャンネルを使用して、同じ会議中に異なる
回数だけ異なるスペーシャライゼーションを要求する。アンビソニック環境への
、したがってフィルタ81、82、83を定めるのに使用されるヘッドに関係する伝達
関数の変化は、エコーキャンセラの再適用を要求する。この欠点は、図7に示し
たシステムを使用して克服することができる。
【0023】 図7の実施形態において、ステレオエコーキャンセラ621、622、623が使用さ
れ、各HRTFフィルタバンク81、82、83の入力ではなく、出力から、ドライブ
される。チャンネルの対の間の相関関係は、各HRTFの値にしたがってエコー
キャンセラ621、622、623において使用される適応プロセスのパラメータを変更
する制御プロセッサ99を使用して可能にすることができる。このシステムは、再
適用せずに源の位置を変更することができる。しかしながら、経路92L、71、22
L、12、90と92R、71、22L、12、90の同じ対を全てモデル化するので、ステレ
オキャンセラ621、622、623の全てが同じ値に集中するときには、このシステム
にはいくつかの冗長が存在する。
れ、各HRTFフィルタバンク81、82、83の入力ではなく、出力から、ドライブ
される。チャンネルの対の間の相関関係は、各HRTFの値にしたがってエコー
キャンセラ621、622、623において使用される適応プロセスのパラメータを変更
する制御プロセッサ99を使用して可能にすることができる。このシステムは、再
適用せずに源の位置を変更することができる。しかしながら、経路92L、71、22
L、12、90と92R、71、22L、12、90の同じ対を全てモデル化するので、ステレ
オキャンセラ621、622、623の全てが同じ値に集中するときには、このシステム
にはいくつかの冗長が存在する。
【0024】 図6および7の実施形態において、エコーキャンセラ7は漏話キャンセラ71を
モデル化し、各入力ごとに1つのエコーキャンセラが要求される。これらの問題
は図8のシステムを使用して克服することができる。図8のシステムは、コンバ
イナ92L、92R、および漏話キャンセラを71の何れかの下流に入力を用意した単
一のステレオエコーキャンセラ62を使用する。ここでステレオエコーキャンセラ
の適応は、フィルタバンク81、82、83において使用される全てのHRTFに共通
の特徴に基くか、または図示したように、入力信号レベル、言語内容、または所
定のHRTFの何れが補償するのに最も適しているかを選択する他の要素を判断
する制御装置99を使用することになる。
モデル化し、各入力ごとに1つのエコーキャンセラが要求される。これらの問題
は図8のシステムを使用して克服することができる。図8のシステムは、コンバ
イナ92L、92R、および漏話キャンセラを71の何れかの下流に入力を用意した単
一のステレオエコーキャンセラ62を使用する。ここでステレオエコーキャンセラ
の適応は、フィルタバンク81、82、83において使用される全てのHRTFに共通
の特徴に基くか、または図示したように、入力信号レベル、言語内容、または所
定のHRTFの何れが補償するのに最も適しているかを選択する他の要素を判断
する制御装置99を使用することになる。
【0025】 操作可能なマイクロフォンまたはアレイを使用するとき、可能な‘チャンネル
’数は、スピーカ方向数によって乗算されるマイクロフォン方向数になる。これ
はメモリ99内の各スピーカ方向ごとに1組のエコーキャンセラ係数を維持し、現
在選択された方向に対する適切な係数を選択することによって満たすことができ
る。
’数は、スピーカ方向数によって乗算されるマイクロフォン方向数になる。これ
はメモリ99内の各スピーカ方向ごとに1組のエコーキャンセラ係数を維持し、現
在選択された方向に対する適切な係数を選択することによって満たすことができ
る。
【図1】 音響のフィードバック、すなわち“エコー”の生成を表わす模式図。
【図2】 簡単なエコー圧縮システムの模式図。
【図3】 簡単なモノフォニックエコーキャンセレーションシステムの模式図。
【図4】 簡単なステレオフォニックエコーキャンセレーションシステムの模式図。
【図5】 別のステレオフォニックエコーキャンセレーションシステムの模式図。
【図6】 本発明の第1のエコーキャンセレーションシステムの模式図。
【図7】 本発明の第2のエコーキャンセレーションシステムの模式図。
【図8】 本発明の第3のエコーキャンセレーションシステムの模式図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW Fターム(参考) 5K015 AB02 JA06 JA10 5K019 AC07 BA07 BA64 BB34 BB38 5K038 AA07 DD04 DD05 EE13 FF08 【要約の続き】 に)各入力チャンネル(411、412、413)に用意され、 フィルタの出力は結合されて(91)、キャンセレーショ ン信号を形成することができる。
Claims (14)
- 【請求項1】 オーディオ会議システムの会議の参加者が出力チャンネル(
42)上で他の参加者へ送るモノラル信号を発生し、また他の参加者から複数の入
力チャンネル(411、412、413)を受取り、該入力チャンネル(411、412、413)
は線形に結合され(92)、複数のオーディオチャンネル(22L、22R)を含むス
ペーシャライズドオーディオ出力を供給するオーディオ会議システムにおけるエ
コーキャンセレーション方法であって、適応フィルタプロセス(621、622、623
)が入力チャンネル(411、412、413)に適用されて、出力チャンネル(42)へ
適用するための結合されたエコーキャンセレーション信号を発生することを特徴
とする方法。 - 【請求項2】 別々の適応フィルタ(621、622、623)が、各入力チャンネ
ル(411、412、413)に対して用意され、該フィルタの出力が結合されて(91)
、キャンセレーション信号を形成する請求項1記載のオーディオ会議システムに
おけるエコーキャンセレーション方法。 - 【請求項3】 入力信号(411、412、413)が、選択された所定の伝達関数
(81、82、83)をもつ各フィルタバンクによってスペーシャライズド信号の組に
個々に変換され、そこでは適応フィルタ(621、622、623)が多チャンネルのフ
ィルタであり、スペーシャライズド信号の組間の相関関係が、選択された伝達関
数(81、82、83)にしたがって選ばれたデータによってドライブされる適応プロ
セス(61)によって許される請求項2記載のオーディオ会議システムに対するエ
コーキャンセレーション方法。 - 【請求項4】 入力信号(411、412、413)が、各所定の伝達関数(81、82
、83)によってスペーシャライズド信号の組に変換され、結合されて(92)、単
一のスペーシャライズドされた組を形成し、多チャンネルの適応フィルタ(62)
が結合された入力チャンネルの組に適用されて、出力チャンネル(42)に適用す
るためのエコーキャンセル信号を発生して、該スペーシャライズド信号の組の間
の相関関係が、所定の伝達関数(81、82、83)の知識に基づく適応プロセスを使
用して許される請求項1記載のオーディオ会議システムにおけるエコーキャンセ
レーション方法。 - 【請求項5】 スペーシャライゼーションプロセスがトランスオーラルシス
テムである請求項1ないし4の何れか1項記載のオーディオ会議システムに対す
るエコーキャンセレーション方法。 - 【請求項6】 スペーシャライゼーションプロセスが選定されたステレオシ
ステムである請求項1ないし4の何れか1項記載のオーディオ会議システムに対
するエコーキャンセレーション方法。 - 【請求項7】 スペーシャライゼーションプロセスがアンビソニックシステ
ムである請求項1ないし4の何れか1項記載のオーディオ会議システムに対する
エコーキャンセレーション方法。 - 【請求項8】 1つの出力チャンネル(42)と複数の入力チャンネル(411
、412、413)をもち、該入力チャンネル(411、412、413)が線形に結合されて
、複数のオーディオチャンネル(22L、22R)を含むスペーシャライズドオーデ
ィオ出力を供給するオーディオ会議システム用のエコーキャンセレーション装置
であって;適応フィルタ(621、622、623)が入力チャンネル(411、412、413)
に適用されて、エコーキャンセレーション信号を発生し、出力チャンネル(42)
を適用することを特徴とするエコーキャンセレーション装置。 - 【請求項9】 別々の適応フィルタ(621、622、623)が各チャンネル(411
、412、413)ごとに用意され、フィルタの出力がコンバイナ(91)へ接続されて
、キャンセレーション信号を形成する請求項8記載のエコーキャンセレーション
装置。 - 【請求項10】 適応フィルタ(621、622、623)が所定の伝達関数(81、8
2、83)にしたがって各入力信号(411、412、413)から導き出されるスペーシャ
ライズド信号の組に対して動作する多チャンネルのフィルタであり;各伝達関数
(81、82、83)の知識によって駆動される適応プロセッサ(99)が用意されて、
適応フィルタを制御し、スペーシャライズド信号の組間の相関関係を許可する請
求項9記載のエコーキャンセレーション装置。 - 【請求項11】 各入力信号(411、412、413)から導き出された複数のス
ペーシャライズド信号の組に適用される多チャンネルの適応フィルタ(62)を含
み、該フィルタ(62)が出力チャンネル(42)に適用するエコーキャンセレーシ
ョン信号を発生するようにされており、適応プロセッサ(99)が入力信号(411
、412、413)を前記複数のスペーシャライズド信号の組に変換する所定の伝達関
数(81、82、83)に関係するデータにしたがって制御される請求項8記載のエコ
ーキャンセレーション装置。 - 【請求項12】 トランスオーラルスペーシャライゼーションシステムに適
用される請求項8ないし11の何れか1項記載の装置。 - 【請求項13】 パン操作されたステレオシステムに適用される請求項8な
いし11の何れか1項記載の装置。 - 【請求項14】 アンビソニックシステムに適用される請求項8ないし11
記載の装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GBGB9807745.6A GB9807745D0 (en) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | Teleconferencing system |
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GB9807745.6 | 1998-04-08 | ||
EP98302763 | 1998-04-08 | ||
PCT/GB1999/001062 WO1999053674A1 (en) | 1998-04-08 | 1999-04-07 | Echo cancellation |
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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