JP2000224081A - エコーキャンセラ装置 - Google Patents
エコーキャンセラ装置Info
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- JP2000224081A JP2000224081A JP2775599A JP2775599A JP2000224081A JP 2000224081 A JP2000224081 A JP 2000224081A JP 2775599 A JP2775599 A JP 2775599A JP 2775599 A JP2775599 A JP 2775599A JP 2000224081 A JP2000224081 A JP 2000224081A
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- JP
- Japan
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- echo
- noise
- band
- pseudo
- level
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 背景雑音の途切れ感の発生を無くしたエコー
キャンセラ装置を提供する。 【解決手段】 入力信号を周波数帯域分割して複数の帯
域分割信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域
分割信号の各々のエコー信号を抑圧する第１の抑圧部
と、前記複数の帯域分割信号の各々の背景雑音のレベル
と同一レベルの擬似ノイズを生成する擬似ノイズ発生手
段と、前記第１の抑圧部の出力と前記擬似ノイズを帯域
毎にノイズレベルが一定になるように加算する加算器
と、前記加算器の出力を帯域合成する帯域合成手段と、
を備える。
キャンセラ装置を提供する。 【解決手段】 入力信号を周波数帯域分割して複数の帯
域分割信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域
分割信号の各々のエコー信号を抑圧する第１の抑圧部
と、前記複数の帯域分割信号の各々の背景雑音のレベル
と同一レベルの擬似ノイズを生成する擬似ノイズ発生手
段と、前記第１の抑圧部の出力と前記擬似ノイズを帯域
毎にノイズレベルが一定になるように加算する加算器
と、前記加算器の出力を帯域合成する帯域合成手段と、
を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響信号からエコ
ー信号を除去するエコーキャンセラ装置に関する。
ー信号を除去するエコーキャンセラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビ会議装置やハンズフリーホンなど
に用いられる音響用エコーキャンセラは、図２に示すよ
うに、エコー信号を消去する適応フィルタ１０と、適応
フィルタにおいて消し残った信号（以下残留エコー信号
と称する）を抑圧するNLP（NonLinear Processor）２０
により構成されることは一般的によく知られている。
に用いられる音響用エコーキャンセラは、図２に示すよ
うに、エコー信号を消去する適応フィルタ１０と、適応
フィルタにおいて消し残った信号（以下残留エコー信号
と称する）を抑圧するNLP（NonLinear Processor）２０
により構成されることは一般的によく知られている。
【０００３】図２において、ＳINは割り込み音声及び背
景雑音を含む信号を示し、ＲINは参照信号を示し、Ｓ
OUTはエコーがキャンセルされた信号を示す。
景雑音を含む信号を示し、ＲINは参照信号を示し、Ｓ
OUTはエコーがキャンセルされた信号を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
NLPは、残留エコー成分を含む信号に対して、抑圧量を
時間的に変化させながら抑圧を加える（エコーサプレッ
サ的な動作）処理を行うために、残留エコー信号以外に
含まれる信号、例えば、エコー信号に重畳する音響的な
雑音（背景雑音）なども抑圧してしまう。このため、エ
コー信号を抑圧すると同時に背景雑音も抑圧されること
により途切れ感が生じ通話品質を下げる原因となってい
る。またテレビ会議装置などは、エコーキャンセル後の
信号を相手側端末において拡声する場合が多く、一層途
切れ感が増大すると同時に背景雑音自体が騒がしく耳障
りに感じることにより、一層の通話品質の劣化につなが
っている。
NLPは、残留エコー成分を含む信号に対して、抑圧量を
時間的に変化させながら抑圧を加える（エコーサプレッ
サ的な動作）処理を行うために、残留エコー信号以外に
含まれる信号、例えば、エコー信号に重畳する音響的な
雑音（背景雑音）なども抑圧してしまう。このため、エ
コー信号を抑圧すると同時に背景雑音も抑圧されること
により途切れ感が生じ通話品質を下げる原因となってい
る。またテレビ会議装置などは、エコーキャンセル後の
信号を相手側端末において拡声する場合が多く、一層途
切れ感が増大すると同時に背景雑音自体が騒がしく耳障
りに感じることにより、一層の通話品質の劣化につなが
っている。
【０００５】本発明は、背景雑音の途切れ感の発生を無
くしたエコーキャンセラ装置を提供することを目的とす
る。
くしたエコーキャンセラ装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるエコーキャ
ンセラ装置は、入力信号を周波数帯域分割して複数の帯
域分割信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域
分割信号の各々のエコー信号を抑圧する第１の抑圧部
と、前記複数の帯域分割信号の各々の背景雑音のレベル
と同一レベルの擬似ノイズを生成する擬似ノイズ発生手
段と、前記第１の抑圧部の出力と前記擬似ノイズを帯域
毎にノイズレベルが一定になるように加算する加算器
と、前記加算器の出力を帯域合成する帯域合成手段と、
を備えることを特徴とする。
ンセラ装置は、入力信号を周波数帯域分割して複数の帯
域分割信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域
分割信号の各々のエコー信号を抑圧する第１の抑圧部
と、前記複数の帯域分割信号の各々の背景雑音のレベル
と同一レベルの擬似ノイズを生成する擬似ノイズ発生手
段と、前記第１の抑圧部の出力と前記擬似ノイズを帯域
毎にノイズレベルが一定になるように加算する加算器
と、前記加算器の出力を帯域合成する帯域合成手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】また、本発明によるエコーキャンセラ装置
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記加算器
の出力と前記擬似ノイズ発生手段の出力とをもとに有声
／無声を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果を
基に、前記帯域合成手段の出力のレベルを抑圧する第２
の抑圧部と、を更に備えることを特徴とする。
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記加算器
の出力と前記擬似ノイズ発生手段の出力とをもとに有声
／無声を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果を
基に、前記帯域合成手段の出力のレベルを抑圧する第２
の抑圧部と、を更に備えることを特徴とする。
【０００８】更に、本発明によるエコーキャンセラ装置
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記第２の
抑圧部は、無声が検出されたときに徐々に前記帯域合成
手段の出力のレベルの抑圧を強めることを特徴とする。
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記第２の
抑圧部は、無声が検出されたときに徐々に前記帯域合成
手段の出力のレベルの抑圧を強めることを特徴とする。
【０００９】更に、本発明によるエコーキャンセラ装置
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記第２の
抑圧部は有声が検出されたときに瞬時に抑圧を解除する
ことを特徴とする。
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記第２の
抑圧部は有声が検出されたときに瞬時に抑圧を解除する
ことを特徴とする。
【００１０】更に、本発明によるエコーキャンセラ装置
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記検出手
段は、少なくとも１つの帯域で有声が検出されたときに
有声検出の結果を出力することを特徴とする。
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記検出手
段は、少なくとも１つの帯域で有声が検出されたときに
有声検出の結果を出力することを特徴とする。
【００１１】更に、本発明によるエコーキャンセラ装置
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記帯域分
割手段の前段におかれるエコー信号をキャンセルするた
めの適応フィルタを更に備えることを特徴とする。
は、上記のエコーキャンセラ装置において、前記帯域分
割手段の前段におかれるエコー信号をキャンセルするた
めの適応フィルタを更に備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、背景雑音と同じ周波数
成分をもつ信号を推定して擬似的な背景雑音信号を生成
するノイズ発生器と、NLPにより抑圧された背景雑音に
擬似的な背景雑音を補間して、一定の背景雑音レベルを
保持する機能と自動的に補間後の背景雑音のレベルを制
御するAGC(Automatic Gain Control)機能とをもつNLPに
より、途切れ感と背景雑音の音量を自動的に制御したエ
コーキャンセラである。
成分をもつ信号を推定して擬似的な背景雑音信号を生成
するノイズ発生器と、NLPにより抑圧された背景雑音に
擬似的な背景雑音を補間して、一定の背景雑音レベルを
保持する機能と自動的に補間後の背景雑音のレベルを制
御するAGC(Automatic Gain Control)機能とをもつNLPに
より、途切れ感と背景雑音の音量を自動的に制御したエ
コーキャンセラである。
【００１３】図１に本発明の構成を示す。エコーを消去
するための適応フィルタ１０と適応フィルタ１０の出力
信号を周波数帯域分割するAFB(Analysis Filter Bank)
３１と、各帯域の残留エコー信号を抑圧する抑圧部＃１
３２と、背景雑音のレベルを推定して同一レベルのノ
イズ（疑似ノイズ）を生成する擬似ノイズ発生器２０
と、抑圧部＃１ ３２の出力信号と擬似ノイズを加算
後、ノイズレベルが一定になるように加算する加算器３
３と、各周波数帯域の加算器３３の出力を帯域合成する
SFB(Synthesis Filter Bank)３４と、擬似ノイズのレベ
ルを推定するレベル推定器＃１ ３６と、加算部の出力
信号レベルを推定するレベル推定器＃２ ３７と、レベ
ル推定器＃１ ３６とレベル推定器＃２ ３７より有音
/無音を検出する検出器３８、とSFB３４の出力信号を減
衰させる抑圧部２により構成する。
するための適応フィルタ１０と適応フィルタ１０の出力
信号を周波数帯域分割するAFB(Analysis Filter Bank)
３１と、各帯域の残留エコー信号を抑圧する抑圧部＃１
３２と、背景雑音のレベルを推定して同一レベルのノ
イズ（疑似ノイズ）を生成する擬似ノイズ発生器２０
と、抑圧部＃１ ３２の出力信号と擬似ノイズを加算
後、ノイズレベルが一定になるように加算する加算器３
３と、各周波数帯域の加算器３３の出力を帯域合成する
SFB(Synthesis Filter Bank)３４と、擬似ノイズのレベ
ルを推定するレベル推定器＃１ ３６と、加算部の出力
信号レベルを推定するレベル推定器＃２ ３７と、レベ
ル推定器＃１ ３６とレベル推定器＃２ ３７より有音
/無音を検出する検出器３８、とSFB３４の出力信号を減
衰させる抑圧部２により構成する。
【００１４】図１を参照して本発明の実施形態の動作を
説明する。適応フィルタ１０では、参照信号(ＲIN)とエ
コー信号(ＳIN)からエコーを消去するようなフィルタ係
数を生成して擬似エコー信号を算出してエコー信号を消
去する。一般的にはフィルタ係数の算出方法は、LMS/NL
MS(least mean square/normalized least mean square)
アルゴリズムが一般的に用いられるが、エコー信号を完
全に消去することは現実には困難であり適応フィルタ１
０の出力信号Ｓには残留エコー信号が存在する。
説明する。適応フィルタ１０では、参照信号(ＲIN)とエ
コー信号(ＳIN)からエコーを消去するようなフィルタ係
数を生成して擬似エコー信号を算出してエコー信号を消
去する。一般的にはフィルタ係数の算出方法は、LMS/NL
MS(least mean square/normalized least mean square)
アルゴリズムが一般的に用いられるが、エコー信号を完
全に消去することは現実には困難であり適応フィルタ１
０の出力信号Ｓには残留エコー信号が存在する。
【００１５】この残留エコー信号を含む出力信号ＳをAF
B３１において周波数帯域分割した後、各帯域の残留エ
コーについて、抑圧部＃１ ３２において残留エコー信
号に損失(Loss1)を加えることにより減衰させてエコー
信号完全に消去する。抑圧部＃１ ３２の損失量の制御
は、以下に示す（１）式より与えられる。
B３１において周波数帯域分割した後、各帯域の残留エ
コーについて、抑圧部＃１ ３２において残留エコー信
号に損失(Loss1)を加えることにより減衰させてエコー
信号完全に消去する。抑圧部＃１ ３２の損失量の制御
は、以下に示す（１）式より与えられる。
【００１６】 Loss1j = Loss1j±μ, Loss(max)≦ Loss1j≦0[dB] ...（１） if Pow(ＲIN) > Pow(Ｓj) + E then -μ else +μ Pow：信号の平均パワー E：エコー＋適応フィルタの消去量の期待値[dB] μ:抑圧ステップ[dB] j:周波数分割帯域 すなわち、エコー信号が存在する場合、残留エコー信号
が聞き取れなくなる抑圧量(Loss(max))まで与えられ残
留エコー信号を抑圧する。またエコー信号が無い場合、
抑圧量はゼロ（損失なし）まで与えられる。このような
制御動作により残留エコー信号は抑圧され完全にエコー
信号は消去されるが、エコー信号に重畳した音響的な雑
音までもエコー信号とともに抑圧され途切れ感の原因と
なる。
が聞き取れなくなる抑圧量(Loss(max))まで与えられ残
留エコー信号を抑圧する。またエコー信号が無い場合、
抑圧量はゼロ（損失なし）まで与えられる。このような
制御動作により残留エコー信号は抑圧され完全にエコー
信号は消去されるが、エコー信号に重畳した音響的な雑
音までもエコー信号とともに抑圧され途切れ感の原因と
なる。
【００１７】次にノイズ発生器２０は、AFB部３１にお
いて帯域分割された信号の背景雑音のレベルを推定して
背景雑音レベルと同一レベルの擬似ノイズを生成する。
生成された擬似ノイズCＮjは、（２）式に示されるよう
に加算後の背景雑音＋疑似ノイズレベルが一定となるよ
うに加算器３３において加算される。
いて帯域分割された信号の背景雑音のレベルを推定して
背景雑音レベルと同一レベルの擬似ノイズを生成する。
生成された擬似ノイズCＮjは、（２）式に示されるよう
に加算後の背景雑音＋疑似ノイズレベルが一定となるよ
うに加算器３３において加算される。
【００１８】 Ｑj = Ｐj × 10^(Loss1j/20） + CNj×10^( Loss2j/20) ..(2) 10^(Loss1j/20) + 10^(Loss2j/20) =1 ただし、j:周波数分割帯域 加算器３３の出力信号Ｑj信号は、SFB部３４において帯
域合成されて出力され、さらに抑圧部＃２ ３５に入力
される。
域合成されて出力され、さらに抑圧部＃２ ３５に入力
される。
【００１９】またレベル推定部＃１ ３７において加算
器３３の出力信号Ｑjの瞬時レベルLev(Ｑj)が測定され
る。この推定レベルLev(Ｑj)とレベル推定部＃２ ３６
の帯域の背景雑音の推定レベルLev(CNj)が検出器３８に
入力され、検出器３８において（３）式の条件により無
音/有音の検出を行う。
器３３の出力信号Ｑjの瞬時レベルLev(Ｑj)が測定され
る。この推定レベルLev(Ｑj)とレベル推定部＃２ ３６
の帯域の背景雑音の推定レベルLev(CNj)が検出器３８に
入力され、検出器３８において（３）式の条件により無
音/有音の検出を行う。
【００２０】 if Lev(Ｑj) < Lev(CNj)×2 then無音(0) else有音(1) ...(3) さらに各帯域の結果を合成して、１つ以上の帯域で有音
が検出されると有音、すべての周波数帯域において無音
が検出された場合、無音を出力する。この結果は抑圧部
＃２ ３５に入力されて、抑圧部＃２ ３５では(4)式
にしたがい抑圧量(Loss2)が決められる。
が検出されると有音、すべての周波数帯域において無音
が検出された場合、無音を出力する。この結果は抑圧部
＃２ ３５に入力されて、抑圧部＃２ ３５では(4)式
にしたがい抑圧量(Loss2)が決められる。
【００２１】if有音(1) then Loss2 =0[dB] ...(4) if無音(0) then Loss2 =Loss2-μ' 0[dB] >>μ' 上式により、無音が検出された場合、段階的に抑圧量(L
oss2)が増加して背景雑音のみ抑圧することができる。
さらに0>>μ[dB]ような場合、抑圧量はゆっくりと増加
するため、背景雑音はフェードアウト的に減衰して背景
雑音の音量が自動的に絞られる。また有音が検出された
場合、瞬時的に抑圧量(Loss2)を0[dB]に設定することに
て割り込み音声信号をスルーに制御する。
oss2)が増加して背景雑音のみ抑圧することができる。
さらに0>>μ[dB]ような場合、抑圧量はゆっくりと増加
するため、背景雑音はフェードアウト的に減衰して背景
雑音の音量が自動的に絞られる。また有音が検出された
場合、瞬時的に抑圧量(Loss2)を0[dB]に設定することに
て割り込み音声信号をスルーに制御する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果が奏される。
下の効果が奏される。
【００２３】背景雑音と同一周波数成分でかつ同一レベ
ルの疑似ノイズをNLP出力後の信号に加算して、背景雑
音＋疑似ノイズレベルと常に一定レベルに保つことで、
NLPによる背景雑音の途切れ感がなくなる。また無音時
（割り込み音声がない場合）に、背景雑音のレベルを段
階的に抑圧することにより、背景雑音の音量を自動的に
制御したエコーキャンセラを実現できる。
ルの疑似ノイズをNLP出力後の信号に加算して、背景雑
音＋疑似ノイズレベルと常に一定レベルに保つことで、
NLPによる背景雑音の途切れ感がなくなる。また無音時
（割り込み音声がない場合）に、背景雑音のレベルを段
階的に抑圧することにより、背景雑音の音量を自動的に
制御したエコーキャンセラを実現できる。
【図１】本発明の実施形態によるエコーキャンセラ装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】従来例によるエコーキャンセラ装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１０ 適応フィルタ部 ２０ 擬似ノイズ発生器 ３１ ＡＦＢ(Analysis Filter Bank) ３２ 抑圧部＃１ ３３ 加算器 ３４ ＳＦＢ(Synthesis Filter Bank) ３５ 抑圧部＃２ ３６ レベル推定部＃１ ３７ レベル推定部＃２ ３８ 検出部
Claims (6)
- 【請求項１】 入力信号を周波数帯域分割して複数の帯
域分割信号を出力する帯域分割手段と、 前記複数の帯域分割信号の各々のエコー信号を抑圧する
第１の抑圧部と、 前記複数の帯域分割信号の各々の背景雑音のレベルと同
一レベルの擬似ノイズを生成する擬似ノイズ発生手段
と、 前記第１の抑圧部の出力と前記擬似ノイズを帯域毎にノ
イズレベルが一定になるように加算する加算器と、 前記加算器の出力を帯域合成する帯域合成手段と、 を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のエコーキャンセラ装置
において、 前記加算器の出力と前記擬似ノイズ発生手段の出力とを
もとに有声／無声を検出する検出手段と、 該検出手段の検出結果を基に、前記帯域合成手段の出力
のレベルを抑圧する第２の抑圧部と、 を更に備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のエコーキャンセラ装置
において、前記第２の抑圧部は、無声が検出されたとき
に徐々に前記帯域合成手段の出力のレベルを抑圧を強め
ることを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載のエコーキャンセ
ラ装置において、前記第２の抑圧部は有声が検出された
ときに瞬時に抑圧を解除することを特徴とするエコーキ
ャンセラ装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の
エコーキャンセラ装置において、前記検出手段は、少な
くとも１つの帯域で有声が検出されたときに有声検出の
結果を出力することを特徴とするエコーキャンセラ装
置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
エコーキャンセラ装置において、前記帯域分割手段の前
段におかれるエコー信号をキャンセルするための適応フ
ィルタを更に備えることを特徴とするエコーキャンセラ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2775599A JP2000224081A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | エコーキャンセラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2775599A JP2000224081A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | エコーキャンセラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000224081A true JP2000224081A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12229843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2775599A Pending JP2000224081A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | エコーキャンセラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000224081A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1298815A2 (en) | 2001-09-20 | 2003-04-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Echo processor generating pseudo background noise with high naturalness |
| WO2005046076A1 (ja) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | エコー抑圧装置 |
| JP2005531200A (ja) * | 2002-06-24 | 2005-10-13 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 通信システムおよびそのための方法 |
| JP2010273316A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-12-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 拡声通話装置 |
| CN103929557A (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | 华为技术有限公司 | 语音会议噪声处理方法及装置 |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP2775599A patent/JP2000224081A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1298815A2 (en) | 2001-09-20 | 2003-04-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Echo processor generating pseudo background noise with high naturalness |
| US7092516B2 (en) | 2001-09-20 | 2006-08-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Echo processor generating pseudo background noise with high naturalness |
| JP2005531200A (ja) * | 2002-06-24 | 2005-10-13 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 通信システムおよびそのための方法 |
| WO2005046076A1 (ja) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | エコー抑圧装置 |
| JPWO2005046076A1 (ja) * | 2003-11-11 | 2007-06-14 | 三菱電機株式会社 | エコー抑圧装置 |
| JP4607015B2 (ja) * | 2003-11-11 | 2011-01-05 | 三菱電機株式会社 | エコー抑圧装置 |
| JP2010273316A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-12-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 拡声通話装置 |
| CN103929557A (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | 华为技术有限公司 | 语音会议噪声处理方法及装置 |
| WO2014107949A1 (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-17 | 华为技术有限公司 | 语音会议噪声处理方法及装置 |
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