JP2006033789A - Method, device, and program for estimating amount of echo path coupling; method, device, and program for controlling echoes; method for suppressing echoes; echo suppressor; echo suppressor program; method and device for controlling amount of losses on transmission lines; program for controlling losses on transmission lines; method, device, and program for suppressing multichannel echoes; and recording medium - Google Patents
Method, device, and program for estimating amount of echo path coupling; method, device, and program for controlling echoes; method for suppressing echoes; echo suppressor; echo suppressor program; method and device for controlling amount of losses on transmission lines; program for controlling losses on transmission lines; method, device, and program for suppressing multichannel echoes; and recording medium Download PDFInfo
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Abstract
Description
この発明は反響路結合量推定方法及びこの反響路結合量推定方法を用いたエコー抑圧方法、エコーサプレス方法、通話路上の損失量制御方法、多チャネルエコー抑圧方法これらの装置と、プログラムに関し、例えばマイクロホンとスピーカを用いたハンズフリー拡声通話の反響路で発生する音響エコーや、2線4線変換のハイブリッド回路において発生する回線エコーを抑圧するエコー抑圧処理技術、ハウリングを防止する音声スイッチ技術に関する。 The present invention relates to an echo path coupling amount estimation method, an echo suppression method using the echo path coupling amount estimation method, an echo suppression method, a loss control method on a speech path, a multi-channel echo suppression method, and a device thereof, for example, The present invention relates to an echo suppression processing technique for suppressing acoustic echo generated in an echo path of a hands-free loudspeaking call using a microphone and a speaker, a line echo generated in a hybrid circuit of two-wire four-wire conversion, and a voice switch technique for preventing howling.
反響路(音響)結合量推定方法及び推定した反響路結合量を利用した反響消去装置に関する従来技術(特許文献1)について図6を用いて説明する。反響消去装置500は、反響消去部200と損失制御部300から成る。損失制御部300内の損失量決定手段310が反響路結合量を推定し、その反響路結合量を元に損失量を決定する構成となっている。
受話手段410(スピーカ)と送話手段420(マイクロホン)を用いたハンズフリー拡声通話を行う自分側を近端、通信路を挟んで通話を行う相手側を遠端とする。図6は、近端に配置された反響消去装置の処理を示している。
A conventional technique (Patent Document 1) relating to an echo path (acoustic) coupling amount estimation method and an echo canceling apparatus using the estimated echo path coupling amount will be described with reference to FIG. The echo cancellation apparatus 500 includes an echo cancellation unit 200 and a loss control unit 300. The loss amount determining means 310 in the loss control unit 300 is configured to estimate the echo path coupling amount and determine the loss amount based on the echo path coupling amount.
Assume that the own side that performs hands-free loudspeaking using the receiving unit 410 (speaker) and the transmitting unit 420 (microphone) is the near end, and the other side that is calling across the communication path is the far end. FIG. 6 shows the processing of the echo canceller arranged at the near end.
遠端の相手(話者)から通信路を経由して受信された受話信号x(n)が、受話手段410及び反響路を介して反響し、エコー信号y(n)として送話手段420に収音される場合を想定する。
反響消去部200では、受話信号x(n)と疑似反響路210から疑似エコー信号y^(n)を形成し、送話手段420に入力されたマイクロホン入力信号z(n)から差し引くことによりエコー信号y(n)を消去する。マイクロホン入力信号z(n)は、通話状態によってエコー信号y(n)と送話信号s(n)のどちらか一方、もしくは両方で構成される。ただし、受話信号x(n)がない場合には、同時にエコー信号y(n)が存在することはない。
The received signal x (n) received from the far-end partner (speaker) via the communication path is echoed via the
In the echo canceling unit 200, a pseudo echo signal y ^ (n) is formed from the received signal x (n) and the
推定手段220は、受話信号x(n)及び、マイクロホン入力信号z(n)から疑似エコー信号y^(n)を差し引いた後の誤差信号e(n)を用いて疑似反響路h^(n)を推定し、疑似反響路210を更新(修正)する。反響消去部200は、誤差信号e(n)及びマイクロホン入力信号z(n)を出力する。
損失制御部300内の損失決定手段310には、受話信号x(n)、誤差信号e(n)及びマイクロホン入力信号z(n)が入力される。損失量決定手段310では、はじめにダブルトーク状態の判定を行う。
The estimation means 220 uses the error signal e (n) after subtracting the pseudo echo signal y ^ (n) from the received signal x (n) and the microphone input signal z (n), and the pseudo echo path h ^ (n ) And the
The
ダブルトーク状態とは、双方向で同時に通話を行う(つまり、相手側と自分側が一緒に発話する)状態であり、送話手段420にはエコー信号y(n)と送話信号s(n)が同時に入力(収音)される場合である。受話信号x(n)、入力信号z(n)、誤差信号e(n)の短時間パワーPx(n)、Pz(n)、Pe(n)をそれぞれ計算する。
受話信号短時間パワーPx(n)が所定のしきい値xthを越え、1以下に設定されたしきい値Thとの間でPe(n)>Th×Pz(n)の関係が成り立てば、ダブルトーク状態ではないと判定する。またPx(n)>xthでかつPe(n)>Th×Pz(n)の関係が成り立てば、ダブルトーク状態か又は反響路が変化しているものと判定する。次に、ダブルトーク状態ではないと判定された場合に、Pz(n)/Px(n)から反響路結合量を求め、その逆数であるPx(n)/Pz(n)を損失量と決定する。決定した損失量を損失量制御手段330に入力し、損失器10または損失器20によって、受話信号側又は送話信号側の少なくともどちらか一方に損失を挿入する。これにより、遠端と近端を一巡する通信路(ループ)の利得(一巡増幅量)が1を超えハウリングが発生することを制御する。
If the received signal short-time power Px (n) exceeds a predetermined threshold value xth and a threshold value Th set to 1 or less, a relationship of Pe (n)> Th × Pz (n) is established. It is determined not to be in a double talk state. If the relationship of Px (n)> xth and Pe (n)> Th × Pz (n) is established, it is determined that the double talk state or the echo path has changed. Next, when it is determined that the state is not the double talk state, the echo path coupling amount is obtained from Pz (n) / Px (n), and the reciprocal number Px (n) / Pz (n) is determined as the loss amount. To do. The determined loss amount is input to the loss
反響路結合量は、受話信号x(n)が反響路を経由してエコー信号y(n)となる際のパワー変化率であり、Py(n)/Px(n)の比に等しい。すなわち、送話手段420にエコー信号のみが入力されるシングルトーク状態と判別できれば、Py(n)とPx(n)が単独で測定可能なため反響路結合量は計算できる。しかし、この測定可能とする条件はシングルトーク状態の判別ができることが前提となる。
ダブルトーク状態の場合は、送話手段420にエコー信号だけではなく、送話信号s(n)も入力され、Py(n)が単独で測定できないために、反響路結合量の計算は不可能となる。
The echo path coupling amount is a power change rate when the received signal x (n) becomes the echo signal y (n) via the echo path, and is equal to the ratio Py (n) / Px (n). That is, if it can be determined that the state is a single talk state in which only the echo signal is input to the transmitting means 420, the echo path coupling amount can be calculated because Py (n) and Px (n) can be measured independently. However, the condition for enabling the measurement is based on the premise that the single talk state can be determined.
In the double talk state, not only the echo signal but also the transmission signal s (n) is input to the transmission means 420, and Py (n) cannot be measured alone. It becomes.
従来方法においては、ダブルトーク状態でない(すなわち、シングルトーク状態である)場合を判定し、その時にのみ反響路結合量を決定する。しかし、従来方法は、ダブルトークの判別にしきい値を用いているため、入力手段のゲイン設定や反響路の状態などの様々な環境において、いつも精度良く判別できる保証がない。加えて、ダブルトーク状態が続く場合には反響路結合量の計算が不可能となる。
一方、受話信号が複数チャネルとされ、これらがそれぞれ音響として再生される場合は、1チャネルの方法をそのまま適用することはできない。具体的には、再生−収音の1対のモノラルチャネル毎で独立に音響結合量を推定することができない。なぜなら、ひとつのマイクロホンには、複数のスピーカから複数のエコーが収音される。1対の再生−収音信号(1チャネル再生−1チャネル収音)でモノラルと同様な推定を行うと、対象とするスピーカ以外から拡声されたエコー分が加算されるため、見かけ上、音響結合量が大きく推定されてしまう。そして推定誤差の影響によりエコー抑圧の性能劣化を引き起こす。
In the conventional method, a case where the state is not a double talk state (that is, a single talk state) is determined, and an echo path coupling amount is determined only at that time. However, since the conventional method uses a threshold value for discrimination of double talk, there is no guarantee that the discrimination can always be made accurately in various environments such as the gain setting of the input means and the state of the echo path. In addition, when the double talk state continues, the echo path coupling amount cannot be calculated.
On the other hand, when the received signal is made up of a plurality of channels and each of them is reproduced as sound, the one-channel method cannot be applied as it is. Specifically, the amount of acoustic coupling cannot be estimated independently for each pair of monaural channels for reproduction and sound collection. This is because a single microphone picks up a plurality of echoes from a plurality of speakers. When estimation similar to monaural is performed with a pair of playback-sound pickup signals (1-channel playback-1 channel sound pickup), echoes amplified from other than the target speaker are added. The amount will be greatly estimated. Then, the performance of echo suppression is degraded due to the influence of the estimation error.
本発明の目的は、ダブルトーク状態の判別が必要で、かつダブルトーク状態でも反響路結合量の推定が可能な反響路結合量推定方法及び装置、更に、この反響路結合量推定方法を用いたエコー抑圧方法及び装置、エコーサプレス方法及びエコーサプレッサ、通信路上の損失量制御方法及び装置、更には多チャネルエコー抑圧方法、多チャネルエコー抑圧装置を提案するものである。 An object of the present invention is to use an echo path coupling amount estimation method and apparatus that require discrimination of a double talk state and that can estimate an echo path coupling amount even in the double talk state, and further uses this echo path coupling amount estimation method. The present invention proposes an echo suppression method and apparatus, an echo suppression method and echo suppressor, a loss control method and apparatus on a communication path, a multi-channel echo suppression method, and a multi-channel echo suppression apparatus.
この発明では受話端と送話端間の反響路結合量を推定する反響路結合量推定方法において、受話信号を周波数領域に変換し、受話信号の周波数係数から各周波数帯域毎の受話信号パワーを計算する処理と、送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数領域に変換し、入力信号の周波数係数から各周波数帯域毎の入力信号パワーを計算する処理と、受話信号パワーに対する入力信号パワーのパワー比を各周波数帯域別に計算する処理と、各周波数帯域毎に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域毎のパワー比の更新した最小値を保持し、各周波数帯域毎に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として出力する処理とを含むことを特徴とする反響路結合量推定方法を提案する。 In this invention, in the echo path coupling amount estimation method for estimating the echo path coupling amount between the receiving end and the transmitting end, the received signal is converted into the frequency domain, and the received signal power for each frequency band is calculated from the frequency coefficient of the received signal. A process for calculating, an input signal obtained by adding an echo signal transmitted through an echo path to a transmission signal, converting the frequency signal into a frequency domain, and calculating an input signal power for each frequency band from a frequency coefficient of the input signal; Processing to calculate the power ratio of input signal power to signal power for each frequency band, update the minimum value of power ratio calculated for each frequency band, and maintain the updated minimum value of power ratio for each frequency band The present invention proposes an echo path coupling amount estimation method including a process of outputting a minimum power ratio held for each frequency band as an echo path coupling quantity for each frequency band.
この発明では上記した反響路結合量推定方法において、各周波数帯域別の反響路結合量の内の最大値を周波数帯域一括の反響路結合量として出力することを特徴とする反響路結合量推定方法を提案する。
この発明では受話端と送話端間の反響路結合量を推定する反響路結合量推定装置において、受話信号を周波数係数に変換する第1周波数分析手段と、この第1周波数分析手段で分析した受話信号の周波数係数から各周波数帯域毎の受話信号パワーを計算する第1帯域別パワー計算手段と、送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数係数に変換する第2周波数分析手段と、この第2周波数分析手段で分析した入力信号の周波数係数から各周波数帯域毎の入力信号のパワーを計算する第2帯域別パワー計算手段と、受話信号パワーに対する入力信号パワーのパワー比を各周波数帯域別に計算する第2帯域別パワー比計算手段と、各周波数帯域別に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域別のパワー比の更新した最小値を保持し、各周波数帯域別に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として各周波数帯域別に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域別に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として出力する帯域別パワー比最小値保持手段とを備えることを特徴とする反響路結合量推定装置を提案する。
According to the present invention, in the above-described echo path coupling amount estimation method, the maximum value of the echo path coupling amounts for each frequency band is output as the echo path coupling amount of the frequency bands collectively. Propose.
In the present invention, in an echo path coupling amount estimation device for estimating the echo path coupling amount between the receiving end and the transmitting end, the first frequency analyzing means for converting the received signal into a frequency coefficient, and the first frequency analyzing means analyzed First-band power calculation means for calculating received signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the received signal, and an input signal obtained by adding an echo signal transmitted through the echo path to the transmitted signal into a frequency coefficient. Two-frequency analysis means, second-band power calculation means for calculating the power of the input signal for each frequency band from the frequency coefficient of the input signal analyzed by the second frequency analysis means, and the input signal power relative to the received signal power The second band power ratio calculation means for calculating the power ratio for each frequency band and the minimum power ratio calculated for each frequency band are updated, and the power ratio for each frequency band is updated. Maintain the minimum value, update the minimum value of power ratio calculated for each frequency band using the minimum power ratio held for each frequency band as the amount of echo coupling for each frequency band, and the minimum held for each frequency band The present invention proposes an echo path coupling amount estimation device comprising: a power ratio minimum value holding unit for each band that outputs a power ratio as an echo path coupling amount for each frequency band.
この発明では更に、上記した反響路結合量推定装置において、帯域別パワー比最小値保持手段が出力する各周波数帯域別のパワー比最小値の内からパワー比の最大値を抽出し、このパワー比最小値の内から抽出したパワー比の最大値を帯域一括反響路結合量として出力する帯域一括反響路結合量計算手段を備えることを特徴とする反響路結合量推定装置を提案する。
この発明では更に、コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータを上記反響路結合量推定装置の何れかとして機能させる反響路結合量推定プログラムを提案する。
In the present invention, in the above echo path coupling amount estimation device, the maximum value of the power ratio is extracted from the power ratio minimum value for each frequency band output by the power ratio minimum value holding unit for each band, and the power ratio The present invention proposes an echo path coupling amount estimation device comprising band collective echo coupling amount calculation means for outputting a maximum value of the power ratio extracted from among the minimum values as a band collective echo coupling amount.
The present invention further proposes an echo path coupling amount estimation program that is described in a computer-readable program language and that causes the computer to function as any of the above echo path coupling amount estimation devices.
この発明では更に、受話信号を周波数領域に変換し、受話信号の周波数係数から各周波数帯域毎の受話信号パワーを計算する処理と、送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数領域に変換し、入力信号の周波数係数から各周波数帯域毎の入力信号パワーを計算する処理と、受話信号パワーに対する入力信号パワーのパワー比を各周波数帯域別に計算する処理と、各周波数帯域毎に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域毎のパワー比の更新した最小値を保持し、各周波数帯域毎に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として出力する処理とを含む反響路結合量推定方法で計算した帯域別反響路結合量に受話信号を周波数分析して求めた帯域別受話信号パワーを重畳して、帯域別エコー信号パワーを計算し、送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数分析して求めた帯域別入力信号パワーと帯域別エコー信号パワーの比により各周波数帯域別の抑圧ゲインを求め、入力信号周波数係数の振幅成分に抑圧ゲインを重畳し、周波数帯域別にエコー信号を抑圧し、エコー信号を抑圧処理した周波数係数を合成し、エコー信号を抑圧した時間信号を出力することを特徴とするエコー抑圧方法を提案する。 The present invention further converts the received signal into the frequency domain, calculates the received signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the received signal, and the input obtained by adding the echo signal via the echo path to the transmitted signal. The process of converting the signal to the frequency domain and calculating the input signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the input signal, the process of calculating the power ratio of the input signal power to the received signal power for each frequency band, and each frequency Update the minimum value of the power ratio calculated for each band, hold the updated minimum value of the power ratio for each frequency band, and connect the minimum power ratio held for each frequency band to the echo path for each frequency band The echo for each band is superimposed by superimposing the received signal power for each band obtained by frequency analysis of the received signal on the echo coupling amount for each band calculated by the echo path coupling amount estimation method including the processing to output as a volume. Suppression for each frequency band based on the ratio of the input signal power for each band and the echo signal power for each band obtained by frequency analysis of the input signal obtained by calculating the signal power and adding the echo signal transmitted through the echo path to the transmitted signal Obtain the gain, superimpose the suppression gain on the amplitude component of the input signal frequency coefficient, suppress the echo signal for each frequency band, synthesize the frequency coefficient obtained by suppressing the echo signal, and output the time signal with the echo signal suppressed We propose an echo suppression method characterized by
この発明では更に、受話信号を周波数係数に変換する第1周波数分析手段と、この第1周波数分析手段で分析した受話信号の周波数係数から各周波数帯域毎の受話信号パワーを計算する第1帯域別パワー計算手段と、送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数係数に変換する第2周波数分析手段と、この第2周波数分析手段で分析した入力信号の周波数係数から各周波数帯域毎の入力信号のパワーを計算する第2帯域別パワー計算手段と、上記受話信号パワーに対する上記入力信号パワーのパワー比を各周波数帯域別に計算する第2帯域別パワー比計算手段と、各周波数帯域別に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域別のパワー比の更新した最小値を保持し、各周波数帯域別に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として各周波数帯域別に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域別に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として出力する帯域別パワー比最小値保持手段とによって構成した反響路結合量推定装置を備え、
この反響路結合量推定装置で計算した帯域別反響路結合量に、受話信号を周波数分析して求めた帯域別受話信号パワーを重畳し、帯域別エコー信号パワーを計算する帯域別エコー信号パワー計算手段と、送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数領域に周波数分析して求めた帯域別入力信号パワーと、上記帯域別エコー信号パワー計算手段で計算した帯域別エコー信号との比によって周波数帯域別のエコー抑圧ゲインを求める抑圧ゲイン計算手段と、この抑圧ゲイン計算手段で計算した周波数帯域別のエコー抑圧ゲインと上記入力信号の周波数係数とを重畳し、各周波数帯域別にエコーを抑圧するエコー抑圧手段と、エコー抑圧手段でエコーが抑圧された周波数係数を合成し、時間信号に合成する時間信号合成手段とによって構成されるエコー抑圧装置を提案する。
The present invention further includes first frequency analysis means for converting the received signal into a frequency coefficient, and first band-specific calculation for calculating received signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the received signal analyzed by the first frequency analyzing means. From the power calculation means, the second frequency analysis means for converting the input signal obtained by adding the echo signal transmitted through the echo path to the transmission signal into the frequency coefficient, and the frequency coefficient of the input signal analyzed by the second frequency analysis means Second-band power calculation means for calculating the power of the input signal for each frequency band; and second-band power ratio calculation means for calculating the power ratio of the input signal power to the received signal power for each frequency band; The minimum power ratio calculated for each frequency band is updated, the updated minimum value of the power ratio for each frequency band is maintained, and the minimum power ratio is maintained for each frequency band. Update the minimum power ratio calculated for each frequency band as the amount of echo coupling for each frequency band, and output the minimum power ratio stored for each frequency band as the amount of echo coupling for each frequency band. Equipped with an echo path coupling amount estimation device constituted by a power ratio minimum value holding means,
The echo signal power calculation for each band calculates the echo signal power for each band by superimposing the received signal power for each band obtained by frequency analysis of the received signal on the echo path coupling amount for each band calculated by this echo path coupling amount estimation device. And the input signal power for each band obtained by frequency analysis of the input signal obtained by adding the echo signal transmitted through the echo path to the transmission signal, and for each band calculated by the above-mentioned echo signal power calculation means for each band. A suppression gain calculation means for obtaining an echo suppression gain for each frequency band based on a ratio to the echo signal, and an echo suppression gain for each frequency band calculated by the suppression gain calculation means and the frequency coefficient of the input signal are superimposed to each frequency. Echo suppression means for suppressing echoes by band and time signal synthesis means for synthesizing frequency coefficients with echoes suppressed by echo suppression means and combining them with time signals Suggest composed echo suppressor by.
この発明では更に、コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータを上記エコー抑圧装置として機能させるエコー抑圧プログラムを提案する。
この発明では更に、受話信号のパワーを計算し、この受話信号パワーに上記反響路結合量推定手段で計算した周波数帯域一括の反響路結合量を乗算し、その逆数を求めて損失量を求め、この損失量を送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号に乗算し、入力信号に含まれるエコー信号を抑圧することを特徴とするエコーサプレス方法を提案する。
The present invention further proposes an echo suppression program that is described in a computer-readable program language and causes the computer to function as the echo suppression device.
The present invention further calculates the power of the received signal, multiplies the received signal power by the echo band coupling amount of the frequency band collectively calculated by the echo path coupling amount estimating means, obtains the reciprocal thereof to obtain the loss amount, An echo suppression method is proposed in which an echo signal included in an input signal is suppressed by multiplying an input signal obtained by adding this loss amount to a transmission signal and an echo signal that has passed through an echo path.
この発明では更に、受話信号のパワーを計算する受話信号パワー計算手段と、上記反響路結合量推定装置で計算した周波数帯域一括の反響路結合量と受話信号パワー計算部で計算した受話信号パワーとを乗算し、その逆数を損失量として求める損失量計算手段と、この損失量計算部で計数した損失量をマイクロホン入力信号に乗算してエコー信号を抑圧した信号として出力する損失手段とによって構成したエコーサプレッサを提案する。
この発明では更に、コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータを上記エコーサプレッサとして機能させるエコーサプレッサプログラムを提案する。
In the present invention, the received signal power calculating means for calculating the power of the received signal, the echo path coupling amount of the frequency bands collectively calculated by the echo path coupling amount estimating device, and the received signal power calculated by the received signal power calculating unit, And a loss means for calculating the reciprocal number as a loss amount and a loss means for multiplying the microphone input signal by the loss amount counted by the loss amount calculation unit and outputting the signal as an echo signal suppressed. Propose an echo suppressor.
The present invention further proposes an echo suppressor program that is written in a computer-readable program language and that causes the computer to function as the echo suppressor.
この発明では更に、上記反響路結合量推定方法で計算した帯域一括反響路結合量から通信ループに挿入すべき損失量を計算し、計算された損失量に従って通信路に挿入した損失器の損失量を制御する通信路上の損失量制御方法を提案する。
この発明では更に、上記反響路結合量推定装置で計算された帯域一括音響結合量から通信ループに挿入すべき損失量を計算する損失量計算手段と、この損失量計算手段で計算した損失量を受話側又は送話側に挿入すべきかを決定し、その決定に従って受話側及び送話側に挿入した損失器の何れかの損失量を制御する損失制御手段とを備える通信路上の損失制御装置を提案する。
In the present invention, the loss amount to be inserted into the communication loop is further calculated from the band collective echo path coupling amount calculated by the above echo path coupling amount estimation method, and the loss amount of the lossr inserted into the communication path according to the calculated loss amount We propose a loss control method on the communication path that controls
The present invention further includes a loss amount calculating means for calculating a loss amount to be inserted into the communication loop from the band collective acoustic coupling amount calculated by the echo path coupling amount estimating device, and a loss amount calculated by the loss amount calculating means. A loss control device on a communication path, comprising: loss control means for determining whether to be inserted into the receiver side or transmitter side and controlling the loss amount of any of the lossers inserted into the receiver side and transmitter side according to the determination suggest.
この発明では更に、コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータ上記通信路上の損失制御装置として機能させる通話路上の損失制御プログラムを提案する。
この発明では更に、Nチャネル(N>1)の受話信号を再生し、Mチャネル(M>1)の入力信号を収音する場合に発生する複数エコーを抑圧する多チャネルエコー抑圧方法であって、Nチャネルの受話信号を加算した加算受話信号と、M個の入力信号それぞれを用いて上記エコー抑圧方法でそれぞれMチャネル毎にエコーを抑圧することを特徴とする多チャネルエコー抑圧方法を提案する。
The present invention further proposes a loss control program on a speech path which is described in a computer-readable program language and allows the computer to function as a loss control device on the communication path.
The present invention further provides a multi-channel echo suppression method for suppressing a plurality of echoes generated when an N-channel (N> 1) received signal is reproduced and an M-channel (M> 1) input signal is picked up. A multi-channel echo suppression method is proposed in which echoes are suppressed for each M channel by the above echo suppression method using an added reception signal obtained by adding N channel reception signals and M input signals. .
この発明では更に、Nチャネル(N>1)の受話信号を再生し、Mチャネル(M>1)の入力信号を収音する場合に発生する複数エコーを抑圧する多チャネルエコー抑圧装置であって、Nチャネルの受話信号を加算する加算器と、この加算器で加算した加算受話信号とM個の入力信号それぞれを用いてMチャネル毎のそれぞれのエコーを抑圧する上記エコー抑圧装置によって構成される多チャネルエコー抑圧装置を提案する。
この発明では更に、コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータを上記多チャネルエコー抑圧装置として機能させる多チャネルエコー抑圧プログラムを提案する。
The present invention further provides a multi-channel echo suppressor that reproduces an N-channel (N> 1) received signal and suppresses a plurality of echoes generated when an M-channel (M> 1) input signal is picked up. , An adder for adding N-channel received signals, and the echo suppressor for suppressing each echo for each M channel using the added received signal added by the adder and M input signals. A multi-channel echo suppressor is proposed.
The present invention further proposes a multi-channel echo suppression program that is written in a computer-readable program language and causes the computer to function as the multi-channel echo suppression device.
この発明では更に、コンピュータが読み取り可能な記録媒体で構成され、この記録媒体に少なくとも上記反響路結合量推定プログラム、又は上記エコー抑圧プログラム、或は上記エコーサプレッサプログラム、上記通信路上の損失制御プログラム、上記多チャネルエコー抑圧プログラムの何れかを記録した記録媒体を提案する。 The present invention further comprises a computer-readable recording medium, and at least the echo path coupling amount estimation program, the echo suppression program, or the echo suppressor program, the loss control program on the communication path, A recording medium on which any one of the above multi-channel echo suppression programs is recorded is proposed.
本発明の反響路結合量推定方法によればダブルトーク状態の判別が不要で、かつダブルトーク状態でも反響路結合量の推定が可能となる。従って、この発明の反響路結合量推定方法をエコー抑圧技術、エコーサプレス技術及びハウリング発生を抑制するための通信路上の損失制御技術に応用することにより、ダブルトーク状態が長く続いても、制御状態が維持されエコー抑圧状態及びハウリングの抑制状態を安定に維持することができる。
更に、本発明による多チャネルエコー抑圧方法及び装置によれば、複数の再生信号を加算して、仮想的にモノラルの信号にして先のモノラルで提案した方法で音響結合量を推定する。次に、エコー抑圧に関しても、複数の再生信号を加算して抑圧ゲインを計算してエコー抑圧処理を行う。これにより、スピーカとマイクロホン間の複数のエコー経路の音響結合量を独自に求めることなく、複数のスピーカ全てに対する1つのマイクロホンの音響結合量を推定し、その値を用いてエコー抑圧することが可能となる。
According to the echo path coupling amount estimation method of the present invention, it is not necessary to determine the double talk state, and the echo path coupling amount can be estimated even in the double talk state. Therefore, by applying the echo path coupling amount estimation method of the present invention to the echo suppression technique, the echo suppression technique, and the loss control technique on the communication path for suppressing howling, even if the double talk state continues for a long time, the control state Is maintained, and the echo suppression state and the howling suppression state can be stably maintained.
Furthermore, according to the multi-channel echo suppression method and apparatus according to the present invention, a plurality of reproduced signals are added to make a virtual monaural signal, and the acoustic coupling amount is estimated by the method proposed in the previous monaural. Next, also for echo suppression, echo suppression processing is performed by adding a plurality of reproduction signals to calculate a suppression gain. As a result, it is possible to estimate the acoustic coupling amount of one microphone for all of the plurality of speakers and independently suppress the echo without obtaining the acoustic coupling amount of the plurality of echo paths between the speaker and the microphone independently. It becomes.
本発明による反響路結合量推定装置、エコー抑圧装置、エコーサプレッサ、通信路上の損失量制御装置は専用のハードウェアを組み立てて実現することも可能であるが、一般的には本発明で提案する反響路結合量推定プログラム、エコー抑圧プログラム、エコーサプレッサプログラム、通信路上の損失量制御プログラムをコンピュータにインストールし、インストールした各プログラムをコンピュータに備えたCPU(中央演算処理装置)に解読させ、実行させることにより実現する実施形態が最良の形態である。 The echo path coupling amount estimation device, the echo suppression device, the echo suppressor, and the loss amount control device on the communication path according to the present invention can be realized by assembling dedicated hardware, but are generally proposed in the present invention. The echo path coupling amount estimation program, echo suppression program, echo suppressor program, and loss control program on the communication path are installed in the computer, and each installed program is decoded and executed by a CPU (central processing unit) provided in the computer. The embodiment realized by this is the best mode.
図1及び図2を用いてこの発明の第1実施例を説明する。この第1実施例では本発明の請求項3で提案する反響路結合量推定装置及び請求項6で提案するエコー抑圧方法を実現するための請求項7で提案するエコー抑圧装置の実施例を示す。
受話手段410(スピーカ)と送話手段420(マイクロホン)を用いたハンズフリー拡声通話を行う自分側を近端、通話路を挟んで通話を行う相手側を遠端とする。図1は近端に配置されたエコー抑圧装置301の処理を示している。
送話手段420には、遠端の相手(話者)から通話路を経由して受信された受話信号x(n)が、受話手段410及び反響路を介して反響したエコー信号y(n)もしくは送話信号s(n)のどちらか一方、もしくは両方(ダブルトーク状態)が入力(収音)されマイクロホン入力信号z(n)となる。尚、受話信号x(n)がない場合には、同時にエコー信号y(n)が存在することはない。反響路結合量推定装置100は、ダブルトーク状態かどうかの如何に関わらず以下の処理により反響路結合量を推定する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The first embodiment shows an embodiment of the echo path coupling amount estimation device proposed in
The near side is the own side that conducts a hands-free loudspeaking call using the receiving means 410 (speaker) and the sending means 420 (microphone), and the far side that is talking across the call path is the far end. FIG. 1 shows the processing of the echo suppressor 301 arranged at the near end.
In the transmitting means 420, the received signal x (n) received from the far-end partner (speaker) via the speech path is echoed through the receiving means 410 and the echo path y (n). Alternatively, one or both of the transmission signals s (n) or both (double talk state) are input (sound picked up) to become a microphone input signal z (n). If there is no received signal x (n), the echo signal y (n) does not exist at the same time. The echo path coupling amount estimation apparatus 100 estimates the echo path coupling amount by the following processing regardless of whether or not it is in the double talk state.
反響路結合量推定装置100には、受話信号x(n)及びマイクロホン入力信号z(n)を入力する。
受話信号側の周波数分析手段110で時間信号である受話信号x(n)をフレ−ムに切り取り周波数領域に変換して各周波数帯域を分割し、受話信号周波数係数X(m,f)を出力する。ここで、mは現行フレームの番号、fは周波数領域の各帯域を示す番号(周波数)を表す。
受話信号側の帯域別パワー計算手段130で受話信号周波数係数X(m,f)から帯域別受話信号パワーPX(m,f)を計算する。
The echo path coupling amount estimation apparatus 100 receives the received signal x (n) and the microphone input signal z (n).
The received signal x (n), which is a time signal, is cut into frames by the frequency analysis means 110 on the received signal side, converted into frequency domains, and each frequency band is divided, and a received signal frequency coefficient X (m, f) is output. To do. Here, m represents the number of the current frame, and f represents a number (frequency) indicating each band in the frequency domain.
The band-by-band power calculation means 130 on the reception signal side calculates the band-by-band reception signal power PX (m, f) from the reception signal frequency coefficient X (m, f).
マイクロホン入力信号側の周波数分析手段120で入力信号z(n)を周波数領域に変換し、入力信号周波数係数Z(m,f)を出力する。
マイクロホン入力信号側の帯域別パワー計算手段140で入力信号周波数係数Z(m,f)から帯域別入力信号パワーPZ(m,f)を計算する。
帯域別パワー比計算手段150で、各帯域でそれぞれPZ(m,f)/PX(m,f)のパワー比を計算し、帯域別パワー比A(m,f)を出力する。
帯域別パワー比最小値保持手段160では、入力された帯域別パワー比A(m,f)と保持されている最小帯域別パワー比C(m―1,f)と比較する。A(m,f)<C(m―1,f)の場合には、最小値を更新してC(m,f)=A(m,f)として保持する。A(m,f)>C(m―1,f)の場合には、最小値を更新せず、C(m,f)=C(m―1,f)として保持する。そして保持された最小帯域別パワー比C(m,f)を周波数帯域別反響路結合量として出力する。
The frequency analysis means 120 on the microphone input signal side converts the input signal z (n) into the frequency domain and outputs the input signal frequency coefficient Z (m, f).
The band-specific power calculation means 140 on the microphone input signal side calculates the band-specific input signal power PZ (m, f) from the input signal frequency coefficient Z (m, f).
The power
The band-specific power ratio minimum
ここで、帯域別パワー比計算手段150と帯域別パワー比最小値保持手段160の行う処理の原理を説明する。エコー信号と送話音声は、異なる話者の音声のために周波数特性(声紋)が異なる。具体的には、音声の調波構造(周波数軸上のピーク値)が同じ位置になることはほぼない(各音声信号の間にスパース性という特徴があるため)。すなわち、ダブルトーク状態であっても、受話信号パワーのピークのある帯域には、受話信号が反響して生成したエコー信号パワーのピークのみが存在し、送話信号パワーのピークは存在しない。そのために、受話信号のピークの存在する帯域だけで帯域別パワー比を計算すれば、受話信号パワーに対するエコー信号パワーの比、すなわちその帯域の反響路結合量を特定するこてができる。
Here, the principle of the processing performed by the band-specific power
受話信号パワーのピークがなく(レベルが小さく)、送話信号パワーのピークがある場合は、その帯域別パワー比は大きくなり、真の反響路結合量を求めることはできない。しかし、時間と共に受話信号の周波数特性(ピーク位置)は変動する(例えば、通常の会話で発声する母音が異なる)ので、上記フレーム処理を何度か行い帯域別のパワーの最小値を更新して保持することにより、各帯域全ての反響路結合量を推定することができる。
以上によって推定した帯域別の反響路結合量C(m,f)をエコー抑圧部600に入力する。
When there is no peak of the received signal power (the level is small) and there is a peak of the transmitted signal power, the power ratio for each band increases, and the true echo path coupling amount cannot be obtained. However, since the frequency characteristics (peak position) of the received signal change with time (for example, the vowels uttered in normal conversation differ), the above-mentioned frame processing is repeated several times to update the minimum power value for each band. By holding, it is possible to estimate the echo path coupling amount of all the bands.
The echo path coupling amount C (m, f) for each band estimated as described above is input to the
エコー抑圧部600は図2に示すように帯域別エコー信号パワー計算手段601と、抑圧ゲイン計算手段602と、ゲイン制御手段603とを具備し、帯域別エコーパワー信号計算手段601では帯域別反響路結合量C(m,f)に加えて帯域別パワー計算手段130から受話信号x(n)の帯域別受話信号パワーPX(m,f)を取り込み、帯域別受話信号パワーPX(m,f)に帯域別反響路結合量C(m,f)を重畳し、帯域別エコー信号パワーPE(m,f)を計算し、抑圧ゲイン計算手段602にこの帯域別信号パワーPE(m,f)を入力する。これと共に、抑圧ゲイン計算手段602では帯域別パワー計算手段140から帯域別入力信号パワーPZ(m,f)を取り込み、帯域別入力信号パワーPZ(m,f)に対する帯域別エコー信号パワーPE(m,f)の比(PE(m,f)/PZ(m,f))を1から差し引いた値である1−(PE(m,f)/PZ(m,f))で決められる抑圧ゲインを求める。
As shown in FIG. 2, the
抑圧ゲイン計算手段602で求められた抑圧ゲインはゲイン制御手段603に入力される。ゲイン制御手段603では周波数分析手段120から入力信号周波数係数Z(m,f)を取り込み、入力信号周波数係数Z(m,f)の振幅成分に抑圧ゲインを重畳し、周波数帯域別にエコー信号を抑圧する。
周波数帯域別にエコー信号を抑圧した入力信号周波数係数Z(m,f)を時間信号合成部700(図1)に入力し、この時間信号合成部700で周波数係数を合成(逆変換)してエコー信号を抑圧した処理後の時間信号として出力する。
The suppression gain obtained by the suppression
The input signal frequency coefficient Z (m, f), in which the echo signal is suppressed for each frequency band, is input to the time signal synthesis unit 700 (FIG. 1), and the time
図1に示したエコー抑圧装置301によれば反響路結合量推定装置100で推定した反響路結合量C(m,f)を用いるため、ダブルトーク状態でも反響路結合量C(m,f)を得ることができる。この結果、仮にダブルトーク状態が長く続いていたとしても、エコー抑圧状態を安定して維持することができる利点が得られる。
尚、上述したエコー抑圧処理は周波数領域でエコー抑圧処理が行われており、ここではこの方式のエコー抑圧処理をエコー抑圧処理、エコー抑圧装置等と称すことにする。これに対し、以下に説明する時間領域でエコー抑圧処理を行う方式をここではエコーサプレス方法乃至はエコーサプレッサと称すことにする。
Since the echo suppression device 301 shown in FIG. 1 uses the echo path coupling amount C (m, f) estimated by the echo path coupling amount estimation device 100, the echo path coupling amount C (m, f) is used even in a double talk state. Can be obtained. As a result, even if the double talk state continues for a long time, there is an advantage that the echo suppression state can be stably maintained.
Note that the echo suppression processing described above is performed in the frequency domain. Here, this type of echo suppression processing is referred to as echo suppression processing, an echo suppression device, or the like. On the other hand, a method of performing echo suppression processing in the time domain described below is referred to as an echo suppression method or an echo suppressor here.
実施例2ではこの発明の主要部となる反響路結合量推定装置と、請求項10で提案するエコーサプレッサの実施例を示す。この実施例2でも反響路結合量推定装置100の構成及びその動作は実施例1と同じであるから、ここではその重複説明は省略するが、この実施例では反響路結合量推定装置100の出力側に帯域一括反響路結合量計算部800が設けられる。
帯域一括反響路結合量計算部800は各帯域にそれぞれの反響路結合量C(m,f)のうち最大値を全ての帯域を一括して代表した反響路結合量C(n)として出力する処理を実行する。
Embodiment 2 shows an embodiment of an echo path coupling amount estimation device which is a main part of the present invention and an echo suppressor proposed in
The band collective echo coupling
ここで、各帯域毎に計算した反響路結合量C(m,f)のうち最大値を全ての帯域を一括して代表した反響路結合量C(n)とした理由は、以下で説明するエコーサプレッサにおける反響路の最悪条件下(最大結合状態にある帯域)でのエコーを抑圧することに整合させるためである。
図3では受話端に入力される受話信号x(n)と、送話手段420から出力されるマイクロホン入力信号z(n)はそれぞれ、図1の場合と異なり周波数分析手段110及び120を介することなく受話端から直接受話手段410に入力され、また送話手段420から損失器20を通じて出力される。これにより、受話端から受話手段410に至る間の信号及び送話手段420から損失器20を通じて出力される信号が時間領域の信号であり、エコーサプレッサ302が時間領域でエコー抑圧動作を行っていることを意味している。
Here, the reason why the maximum value among the echo path coupling amounts C (m, f) calculated for each band is the echo path coupling amount C (n) representative of all the bands collectively will be described below. This is to match the suppression of echoes under the worst condition (band in the maximum coupling state) of the echo path in the echo suppressor.
In FIG. 3, the received signal x (n) input to the receiving end and the microphone input signal z (n) output from the transmitting means 420 are passed through the frequency analyzing means 110 and 120, respectively, unlike the case of FIG. Instead, it is directly input to the receiving means 410 from the receiving end, and is also output from the transmitting means 420 through the
受話信号パワー計算部820に受話信号x(n)を入力し、サンプリング時間n毎の受話信号パワーPx(n)を計算し、出力する。
損失量計算部810には、帯域一括反響路結合量c(n)と受話信号パワーPx(n)を入力する。そして、帯域一括反響路結合量c(n)と受話信号パワーPx(n)を掛け合わせたパワーの逆数を損失量M(n)とする。
損失器20には、損失量M(n)とマイクロホン入力信号z(n)が入力され、マイクロホン入力信号z(n)に損失量M(n)を乗じた値を出力する。
The received signal x (n) is input to the received
Loss
The
エコーサプレッサ302の原理を以下に説明する。損失量計算部810において、帯域一括反響路結合量c(n)と受話信号パワーPx(n)を掛け合わせた値は、エコー信号のパワーPy(n)に等しい。なぜなら、受話信号x(n)は反響路を介してエコー信号y(n)となり、その際のパワー変動(最大もしくは減少)は、反響路結合量c(n)に比例するためである。すなわち、エコー信号のパワーPy(n)の逆数である損失量M(n)をマイクロホン入力信号z(n)に乗じると、マイクロホン入力信号z(n)に含まれるエコー信号y(n)に見合った量だけ損失が挿入される。これによって、エコー信号y(n)を抑圧することができる。
The principle of the echo suppressor 302 will be described below. In the loss
このエコーサプレッサ302に反響路結合量推定装置100を適用したことにより、ダブルトーク状況下でも必ず帯域一括反響路結合量C(n)が算出されるため、損失器20にはエコ−抑圧のための所定の損失量が与えられる。従って仮にダブルトーク状態が長く続いたとしても適正なエコー抑圧制御状態を維持することができる。 Since the echo path coupling amount estimation apparatus 100 is applied to the echo suppressor 302, the band collective echo path coupling amount C (n) is always calculated even in a double talk situation. A predetermined amount of loss is given. Therefore, even if the double talk state continues for a long time, an appropriate echo suppression control state can be maintained.
図4にこの発明の第3の実施例を示す。この実施例はこの発明の請求項13で提案する通信路上の損失量制御装置の実施例に該当する。通信路上の損失量制御器303は受話側及び送話側の双方に損失器10及び20が設けられ、これらの損失器10及20の損失量を適正に制御することによって、反響路の結合量が大きくなっても通信路上のループ利得を「1」以下に抑制し、ハウリングの発生を抑圧する。
この実施例でも帯域一括反響路結合量計算部800は、各帯域それぞれの反響路結合量
C(m,f)のうちの最大値を全ての帯域を一括して代表した反響路結合量C(n)として出力する。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to the embodiment of the loss amount control apparatus on the communication path proposed in claim 13 of the present invention. The loss amount controller 303 on the communication path is provided with the
In this embodiment as well, the band collective echo coupling
損失量計算部810では、帯域一括反響路結合量c(n)の逆数を帯域一括の損失量L(n)として決定する。決定した損失量L(n)を損失量制御部830に入力し、損失器10または損失器20によって、受話信号側または送話信号側の少なくともどちらか一方に損失を挿入する。これにより、遠端と近端を一巡する通信路(ループ)の利得(一巡増幅量)が1を超えハウリングが発生することを抑制する。
帯域一括反響路結合量計算部800では帯域別反響路結合量C(m,f)の最大値を全帯域一括の反響路結合量とした理由は、一巡ループの周波数特性においてハウリングを起こす可能性のある最悪の場合(最大利得)にあわせて損失量を決定するためである。
The loss
In the band collective echo path coupling
本発明の第4の実施例として、多チャネルエコー抑圧装置304の構成図を図5に示す。なお、図1と対応する部分については同一の符号を付す。
図5は受話手段410−1〜410−N(N個のスピーカ)と送話手段420−1〜420−M(M個のマイクロホン)を用いたNチャネル再生Mチャネル収音の多チャネルハンズフリー拡声通話を行う場合の、近端(自分側)においた多チャネルエコー抑圧装置304の処理を示している。送話手段420−1〜420−Mには、遠端の相手(話者)から通信路を経由して受信された受話信号x1(n)〜xN(n)が、受話手段410−1〜410−N及び複数の反響路を介して反響したエコー信号y1−1(n)〜yN−M(n)もしくは送話信号s1(n)〜sM(n)のどちらか一方、もしくは両方(ダブルトーク状態)が入力(収音)されマイクロホン入力信号z1〜zM(n)となる。反響路結合量推定装置100−1〜100−Mはダブルトーク状態かどうかの如何に関わらず以下の処理により反響路結合量を推定する。
As a fourth embodiment of the present invention, a configuration diagram of a multi-channel echo suppressor 304 is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part corresponding to FIG.
FIG. 5 shows a multi-channel hands-free reproduction of N-channel reproduction M-channel sound using the receiving means 410-1 to 410-N (N speakers) and the transmitting means 420-1 to 420-M (M microphones). The process of the multi-channel echo suppression device 304 at the near end (self side) when performing a voice call is shown. In the transmitting means 420-1 to 420-M, received signals x1 (n) to xN (n) received from the far-end partner (speaker) via the communication path are received means 410-1 to 410-1 to 410-1. 410-N and echo signals y1-1 (n) to yN-M (n) or transmission signals s1 (n) to sM (n) reverberated via a plurality of echo paths, or both (double Talk state) is input (sound collection) and becomes microphone input signals z1 to zM (n). The echo path coupling amount estimation apparatuses 100-1 to 100-M estimate the echo path coupling amount by the following processing regardless of whether or not the state is a double talk state.
反響路結合量推定装置100−1〜100−Mには、受話信号x1(n)〜xN(n)を加算した信号XSUM(n)及びマイクロホン入力信号z1(n)〜zM(n)をそれぞれ入力する。
反響路結合量推定装置100−1〜100−Mは、それぞれ、帯域別反響路結合量CX1(m,f)〜CXM(m,f)、帯域別受話信号パワーPX1(m,f)〜PXM(m,f)、帯域別入力信号パワーPZ1(m,f)〜PZM(m,f)、入力信号周波数係数Z1(m,f)〜ZM(m,f)を出力し、エコー抑圧部600−1〜600−Mに入力する。エコー抑圧部600−1〜600−M及び時間信号合成部700−1〜700−Mのそれぞれの内部処理は実施例1に等しい。時間信号合成部700−1〜700−Mからそれぞれエコー信号を抑圧したMチャネル処理後の時間信号をそれぞれ出力する。
In the echo path coupling amount estimation apparatuses 100-1 to 100-M, the signals XSUM (n) obtained by adding the reception signals x1 (n) to xN (n) and the microphone input signals z1 (n) to zM (n) are respectively received. input.
The echo path coupling amount estimation apparatuses 100-1 to 100-M respectively have band-specific echo path coupling amounts CX1 (m, f) to CXM (m, f) and band-specific received signal powers PX1 (m, f) to PXM. (M, f), band-specific input signal powers PZ1 (m, f) to PZM (m, f), and input signal frequency coefficients Z1 (m, f) to ZM (m, f) are output, and the
以上説明した反響路結合量推定装置100、エコー抑圧装置301、エコーサプレッサ302、通信路上の損失量制御装置303はそれぞれコンピュータにコンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述された反響路結合量推定プログラム、エコー抑圧プログラム、エコーサプレッサプログラム、通信路上の損失制御プログラム、多チャネルエコー抑圧プログラムをそれぞれインストールし、コンピュータに備えられたCPUと呼ばれる中央演算処理装置に解読させ、実行させることにより実現される。プログラムはコンピュータが読み取り可能な例えば磁気ディスク或はCD−ROMのような記録媒体に記録され、これらの記録媒体又は通信回線からコンピュータにインストールされ、コンピュータに備えられたCPUに解読されて上記した反響路結合量推定装置、エコー抑圧装置、エコーサプレッサ、通信路上の損失制御装置、多チャネルエコー抑圧装置等として機能させることができる。 The echo path coupling amount estimation device 100, the echo suppression device 301, the echo suppressor 302, and the communication path loss amount control device 303 described above are each an echo path coupling amount estimation program written in a computer-readable program language. This is realized by installing an echo suppression program, an echo suppressor program, a loss control program on the communication path, and a multi-channel echo suppression program, causing a central processing unit called a CPU included in the computer to decode and execute the program. The program is recorded on a computer-readable recording medium such as a magnetic disk or a CD-ROM, installed in the computer from these recording medium or communication line, and decrypted by a CPU provided in the computer so as to have the above-described response. It can function as a path coupling amount estimation device, an echo suppression device, an echo suppressor, a loss control device on a communication path, a multi-channel echo suppression device, and the like.
この発明による反響路結合量推定方法及び装置、エコー抑圧方法及び装置、エコーサプレス方法及びエコーサプレッサ、通信路上の損失量制御方法及び装置は多地点間電話会議システムのようにハンズフリー拡声通話を行う分野で活用される。 The echo path coupling amount estimation method and apparatus, echo suppression method and apparatus, echo suppression method and echo suppressor, loss amount control method and apparatus on a communication path according to the present invention perform hands-free loudspeaking as in a multipoint telephone conference system. Used in the field.
10,20 損失器 600 エコー抑圧部
100 反響路結合量推定装置 601 帯域別エコー信号
110,120 周波数分析手段 パワー計算手段
130,140 帯域別パワー計算手段 602 抑圧ゲイン計算手段
150 帯域別パワー比計算手段 603 ゲイン制御手段
160 帯域別パワー比最小値保持手段
301 エコー抑圧装置 700 時間信号合成部
302 エコーサプレッサ 800 帯域一括反響路結合
303 通信路上の損失量制御器 量計算部
330 損失量制御手段 810 損失量計算部
410 受話手段
420 送話手段
DESCRIPTION OF
Claims (18)
受話信号を周波数領域に変換し、受話信号の周波数係数から各周波数帯域毎の受話信号パワーを計算する処理と、
送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数領域に変換し、入力信号の周波数係数から各周波数帯域毎の入力信号パワーを計算する処理と、
上記受話信号パワーに対する上記入力信号パワーのパワー比を各周波数帯域別に計算する処理と、
各周波数帯域毎に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域毎のパワー比の更新した最小値を保持し、各周波数帯域毎に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として出力する処理と、
を含むことを特徴とする反響路結合量推定方法。 In the echo path coupling amount estimation method for estimating the echo path coupling amount between the receiving end and the transmitting end,
A process of converting the received signal into the frequency domain and calculating the received signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the received signal;
A process of converting an input signal obtained by adding an echo signal via an echo path to a transmission signal into a frequency domain, and calculating an input signal power for each frequency band from a frequency coefficient of the input signal;
Processing for calculating the power ratio of the input signal power to the received signal power for each frequency band;
Updates the minimum value of the power ratio calculated for each frequency band, maintains the updated minimum value of the power ratio for each frequency band, and reflects the minimum power ratio held for each frequency band for each frequency band. Processing to output as a road coupling amount;
The echo path coupling | bonding amount estimation method characterized by including these.
受話信号を周波数係数に変換する第1周波数分析手段と、
この第1周波数分析手段で分析した受話信号の周波数係数から各周波数帯域毎の受話信号パワーを計算する第1帯域別パワー計算手段と、
送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数係数に変換する第2周波数分析手段と、
この第2周波数分析手段で分析した入力信号の周波数係数から各周波数帯域毎の入力信号のパワーを計算する第2帯域別パワー計算手段と、
上記受話信号パワーに対する上記入力信号パワーのパワー比を各周波数帯域別に計算する第2帯域別パワー比計算手段と、
各周波数帯域別に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域別のパワー比の更新した最小値を保持し、各周波数帯域別に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として各周波数帯域別に計算したパワー比の最小値を更新し、各周波数帯域別に保持された最小パワー比を各周波数帯域別の反響路結合量として出力する帯域別パワー比最小値保持手段と、
を備えることを特徴とする反響路結合量推定装置。 In the echo path coupling amount estimation device for estimating the echo path coupling amount between the receiving end and the transmitting end,
First frequency analysis means for converting the received signal into a frequency coefficient;
Power calculating means for each first band for calculating received signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the received signal analyzed by the first frequency analyzing means;
Second frequency analysis means for converting an input signal obtained by adding a reverberation signal via an echo path to a transmission signal into a frequency coefficient;
Second-band power calculation means for calculating the power of the input signal for each frequency band from the frequency coefficient of the input signal analyzed by the second frequency analysis means;
A second band power ratio calculation means for calculating a power ratio of the input signal power to the received signal power for each frequency band;
Update the minimum value of the power ratio calculated for each frequency band, hold the updated minimum value of the power ratio for each frequency band, and combine the minimum power ratio for each frequency band for each frequency band Updating the minimum value of the power ratio calculated for each frequency band as a quantity, and outputting the minimum power ratio held for each frequency band as the amount of echo path coupling for each frequency band;
An echo path coupling amount estimation apparatus comprising:
この反響路結合量推定装置で計算した帯域別反響路結合量に、受話信号を周波数分析して求めた帯域別受話信号パワーを重畳し、帯域別エコー信号パワーを計算する帯域別エコー信号パワー計算手段と、
送話信号に反響路を経由した反響信号が加算された入力信号を周波数領域に周波数分析して求めた帯域別入力信号パワーと、上記帯域別エコー信号パワー計算手段で計算した帯域別エコー信号との比によって周波数帯域別のエコー抑圧ゲインを求める抑圧ゲイン計算手段と、
この抑圧ゲイン計算手段で計算した周波数帯域別のエコー抑圧ゲインと上記入力信号の周波数係数とを重畳し、各周波数帯域別にエコーを抑圧するエコー抑圧手段と、
エコー抑圧手段でエコーが抑圧された周波数係数を合成し、時間信号に合成する時間信号合成手段と、
によって構成されるエコー抑圧装置。 A first frequency analyzing means for converting the received signal into a frequency coefficient; a first band-specific power calculating means for calculating the received signal power for each frequency band from the frequency coefficient of the received signal analyzed by the first frequency analyzing means; Second frequency analysis means for converting an input signal obtained by adding a reverberation signal via an echo path to a transmitted signal into a frequency coefficient, and a frequency coefficient of the input signal analyzed by the second frequency analysis means for each frequency band. Second-band power calculation means for calculating the power of the input signal, second-band power ratio calculation means for calculating the power ratio of the input signal power to the received signal power for each frequency band, and calculation for each frequency band Update the minimum value of the power ratio, maintain the updated minimum value of the power ratio for each frequency band, and maintain the minimum power ratio for each frequency band for each frequency band. The minimum power ratio value calculated for each frequency band is updated as the amount of resonance path coupling, and the minimum power ratio stored for each frequency band is output as the amount of echo path coupling for each frequency band. And an echo path coupling amount estimation device constituted by means,
The echo signal power calculation for each band calculates the echo signal power for each band by superimposing the received signal power for each band obtained by frequency analysis of the received signal on the echo path coupling amount for each band calculated by this echo path coupling amount estimation device. Means,
The input signal power for each band obtained by frequency analysis of the input signal obtained by adding the echo signal transmitted through the echo path to the transmitted signal, and the echo signal for each band calculated by the above-mentioned echo signal power calculation means for each band A suppression gain calculation means for obtaining an echo suppression gain for each frequency band by the ratio of
Echo suppression means for superimposing the echo suppression gain for each frequency band calculated by the suppression gain calculation means and the frequency coefficient of the input signal, and suppressing echo for each frequency band;
A time signal synthesizing unit that synthesizes a frequency coefficient in which echo is suppressed by the echo suppression unit, and synthesizes the time coefficient;
Echo suppression device composed of.
請求項4記載の反響路結合量推定装置で計算した周波数帯域一括の反響路結合量と上記受話信号パワー計算部で計算した受話信号パワーとを乗算し、その逆数を損失量として求める損失量計算手段と、
この損失量計算部で計数した損失量をマイクロホン入力信号に乗算してエコー信号を抑圧した信号として出力する損失手段と、
によって構成したエコーサプレッサ。 A reception signal power calculation means for calculating the power of the reception signal;
A loss amount calculation for multiplying the echo path coupling amount of the frequency bands calculated by the echo path coupling amount estimation device according to claim 4 by the reception signal power calculated by the reception signal power calculation unit and obtaining an inverse thereof as a loss amount Means,
Loss means for multiplying the microphone input signal by the loss amount counted by the loss amount calculation unit and outputting the signal as a signal in which the echo signal is suppressed,
Echo suppressor configured by.
この損失量計算手段で計算した損失量を受話側又は送話側に挿入すべきかを決定し、その決定に従って受話側及び送話側に挿入した損失器の何れかの損失量を制御する損失制御手段と、
を備えることを特徴とする通信路上の損失制御装置。 Loss amount calculation means for calculating a loss amount to be inserted into the communication loop from the band collective acoustic coupling amount calculated by the echo path coupling amount estimation device according to claim 4;
Loss control that determines whether the loss amount calculated by this loss amount calculation means should be inserted on the receiver side or transmitter side, and controls the loss amount of the losser inserted on the receiver side and transmitter side according to the determination Means,
A loss control device on a communication path, comprising:
Nチャネルの受話信号を加算した加算受話信号と、M個の入力信号それぞれを用いて請求項6記載のエコー抑圧方法でそれぞれMチャネル毎にエコーを抑圧することを特徴とする多チャネルエコー抑圧方法。 A multi-channel echo suppression method for suppressing a plurality of echoes generated when an N-channel (N> 1) reception signal is reproduced and an M-channel (M> 1) input signal is picked up,
7. A multi-channel echo suppression method, wherein echoes are suppressed for each M channel by the echo suppression method according to claim 6 using an added reception signal obtained by adding N channel reception signals and M input signals. .
Nチャネルの受話信号を加算する加算器と、この加算器で加算した加算受話信号とM個の入力信号それぞれを用いてMチャネル毎のそれぞれのエコーを抑圧する請求項7記載のエコー抑圧装置によって構成される多チャネルエコー抑圧装置。 A multi-channel echo suppression apparatus that reproduces an N-channel (N> 1) received signal and suppresses a plurality of echoes generated when an M-channel (M> 1) input signal is picked up.
An adder for adding N-channel received signals, and an echo suppressor according to claim 7 for suppressing each echo for each M channel using the added received signals added by the adder and M input signals. Multi-channel echo suppressor configured.
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