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JP2861888B2 - Echo / noise canceller and echo / noise elimination method - Google Patents

Echo / noise canceller and echo / noise elimination method

Info

Publication number
JP2861888B2
JP2861888B2 JP26862895A JP26862895A JP2861888B2 JP 2861888 B2 JP2861888 B2 JP 2861888B2 JP 26862895 A JP26862895 A JP 26862895A JP 26862895 A JP26862895 A JP 26862895A JP 2861888 B2 JP2861888 B2 JP 2861888B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
echo
power
signal
noise
ambient noise
Prior art date
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Application number
JP26862895A
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Japanese (ja)
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JPH09116469A (en
Inventor
芳浩 小野
茂 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPH09116469A publication Critical patent/JPH09116469A/en
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、映像や音声で遠く
離れた会議室を結ぶ遠隔会議システムやハンズフリー電
話における音響結合で生ずるエコーおよびノイズを消去
するエコー・ノイズキャンセラおよびエコー・ノイズ消
去方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an echo / noise canceller and an echo / noise elimination method for eliminating echo and noise generated by acoustic coupling in a teleconference system connecting a conference room which is far away by video and audio, and a hands-free telephone. .

【0002】[0002]

【従来の技術】遠隔会議システムでは、双方向の音声伝
送を行うために同一の部屋にマイクロホンとスピーカが
配置される。そのため、参加者の声は、マイクロホンか
ら伝送路を通り、遠端会議室のスピーカからその遠端会
議室に設けられているマイクロホンにまわり込み、再び
伝送路を通って帰ってくることとなる。このとき、帰っ
てくる音声には時間の遅れが生じ、エコーとなって聞こ
えるという音響結合によるエコーが発生する。このよう
な現象は、受話器を手に持つことなく会話ができるハン
ズフリー電話においても起こる。
2. Description of the Related Art In a teleconference system, a microphone and a speaker are arranged in the same room in order to perform two-way voice transmission. Therefore, the voice of the participant passes through the transmission path from the microphone, goes around from the speaker in the far-end conference room to the microphone provided in the far-end conference room, and returns again through the transmission path. At this time, the returning sound has a time delay, and an echo due to acoustic coupling occurs, which is heard as an echo. Such a phenomenon also occurs in a hands-free telephone that allows conversation without holding the handset.

【0003】上記のような音響結合により生じるエコー
を消去するエコーキャンセラとして、例えば、電子情報
通信学会技術報告DSP95−23に開示される「参照
信号パワーと雑音パワーに基づく可変ステップサイズ確
率勾配アルゴリズム」を用いたものがある。このエコー
キャンセラの構成を図3に示す。
[0003] As an echo canceller for canceling an echo generated by acoustic coupling as described above, for example, a "variable step size stochastic gradient algorithm based on reference signal power and noise power" disclosed in IEICE technical report DSP95-23. There is a thing using. FIG. 3 shows the configuration of this echo canceller.

【0004】第1の回線を介して受信された参照入力信
号1がスピーカ11により音声信号(音響信号)に変換
される系と、音声をマイクロホン12により電気信号に
変換し、これを出力信号として第2の回線上に送出する
系とからなる。スピーカ11にて変換された音声信号
は、エコーパス13を伝搬してマイク12に到達する。
この際、音響信号にエコー2が発生する。マイク12
は、そのエコー2が含まれた音響信号に周囲雑音5が加
えられたものを電気信号に変換し、これをマイク出力信
号6として出力する。
[0004] A system in which the reference input signal 1 received via the first line is converted into an audio signal (acoustic signal) by the speaker 11, and the audio is converted into an electric signal by the microphone 12, and this is output as an output signal. And a system for transmitting data on the second line. The audio signal converted by the speaker 11 propagates through the echo path 13 and reaches the microphone 12.
At this time, an echo 2 is generated in the acoustic signal. Microphone 12
Converts an acoustic signal including the echo 2 to which an ambient noise 5 is added into an electric signal, and outputs the electric signal as a microphone output signal 6.

【0005】エコーキャンセラ10は、参照入力信号1
を基にスピーカ11から出力された音響信号がマイク1
2にて受信される際の、エコー2の影響を取り除くもの
であって、その構成は、適応フィルタ100、参照入力
信号パワー推定回路101、ステップサイズ決定回路1
02、周囲雑音パワー推定回路103、および減算器1
04からなる。このエコーキャンセラ10には、受信側
入力端子201,受信側出力端子202,送信側入力端
子203,送信側出力端子204が設けられており、参
照入力信号1が受信側入力端子201を介して入力さ
れ、入力された参照入力信号1が受信側出力端子202
を介してスピーカ11へ出力され、マイク12から出力
されたマイク出力信号6が送信側入力端子203を介し
て入力され、後述する残差信号4が送信側出力端子20
4を介して出力される。
The echo canceller 10 receives the reference input signal 1
The acoustic signal output from the speaker 11 based on the
2 to remove the influence of the echo 2 when received by the adaptive filter 100, the reference input signal power estimating circuit 101, and the step size determining circuit 1
02, ambient noise power estimation circuit 103, and subtractor 1
04. The echo canceller 10 is provided with a receiving input terminal 201, a receiving output terminal 202, a transmitting input terminal 203, and a transmitting output terminal 204, and a reference input signal 1 is input via the receiving input terminal 201. The input reference input signal 1 is input to the output terminal 202 on the receiving side.
The microphone output signal 6 output from the microphone 12 is input to the speaker 11 via the transmission-side input terminal 203, and the residual signal 4 described later is output to the transmission-side output terminal 20.
4 is output.

【0006】適応フィルタ100は、受信側入力端子2
01を介して入力された参照入力信号1とフィルタ係数
の畳み込み演算を行い、その結果を疑似エコー3として
周囲雑音パワー推定回路103および減算器104に供
給する。
The adaptive filter 100 has a receiving-side input terminal 2
The convolution operation of the reference input signal 1 input through the filter 01 and the filter coefficient is performed, and the result is supplied to the ambient noise power estimation circuit 103 and the subtractor 104 as the pseudo echo 3.

【0007】減算器104は、マイク12から出力され
たマイク出力信号6から適応フィルタから供給された疑
似エコー3を差し引き、その減算結果を残差信号4とし
て出力する。この減算器104から出力された残差信号
4は、エコーキャンセラ100の出力信号とされるとと
もに、適応フィルタ100へ帰還され、さらには周囲雑
音パワー推定回路103へ供給されている。
The subtracter 104 subtracts the pseudo echo 3 supplied from the adaptive filter from the microphone output signal 6 output from the microphone 12, and outputs the result of the subtraction as a residual signal 4. The residual signal 4 output from the subtractor 104 is used as an output signal of the echo canceller 100, is fed back to the adaptive filter 100, and is further supplied to the ambient noise power estimation circuit 103.

【0008】周囲雑音パワー推定回路103は、供給さ
れた疑似エコー3および残差信号4を基に周囲雑音5の
パワーを推定し、推定結果(周囲雑音パワー9)をステ
ップサイズ決定回路102に供給する。
The ambient noise power estimation circuit 103 estimates the power of the ambient noise 5 based on the supplied pseudo echo 3 and residual signal 4 and supplies the estimation result (ambient noise power 9) to the step size determination circuit 102. I do.

【0009】参照入力信号パワー推定回路101は、受
信側入力端子201を介して入力された参照入力信号1
のパワーを推定し、推定結果(参照入力信号パワー8)
をステップサイズ決定回路102に供給する。
[0009] The reference input signal power estimating circuit 101 receives the reference input signal 1 input through the receiving side input terminal 201.
And the estimation result (reference input signal power 8)
Is supplied to the step size determination circuit 102.

【0010】ステップサイズ設定回路102は、供給さ
れた参照入力信号パワー8と周囲雑音パワー9を基に逐
次ステップサイズ7を決定し、これを適応フィルタ10
0へ供給する。
A step size setting circuit 102 successively determines a step size 7 based on the supplied reference input signal power 8 and ambient noise power 9,
0.

【0011】上述のように構成されるエコーキャンセラ
100では、適応フィルタ100が、入力された参照入
力信号1、ステップサイズ設定回路102から供給され
たステップサイズ7、および減算器102から帰還され
た誤差信号4を用いて、出力信号となる誤差信号4の二
乗平均値を最小とするようにフィルタ係数を更新する。
これにより、参照入力信号1を基にスピーカ11から出
力された音響信号がマイク12にて受信される際のエコ
ー2の影響がほぼ取り除かれる。
In the echo canceller 100 configured as described above, the adaptive filter 100 includes the input reference input signal 1, the step size 7 supplied from the step size setting circuit 102, and the error returned from the subtractor 102. Using the signal 4, the filter coefficient is updated so that the root-mean-square value of the error signal 4 serving as an output signal is minimized.
Thereby, the effect of the echo 2 when the acoustic signal output from the speaker 11 based on the reference input signal 1 is received by the microphone 12 is almost eliminated.

【0012】上記エコーキャンセラでは、適応フィルタ
100のフィルタ係数の攪乱が起こりにくいようにステ
ップサイズの制御がなされるため、残差信号4の二乗平
均値を最小にするように適応フィルタを設計するアルゴ
リズム(例えば、LMSアルゴリズム)の中で、最もよ
いエコー消去を実現し得るものの1つということができ
る。
In the echo canceller, since the step size is controlled so that the filter coefficients of the adaptive filter 100 are not easily disturbed, an algorithm for designing the adaptive filter so as to minimize the mean square value of the residual signal 4 is used. It can be said that among the (eg, LMS algorithm), one that can achieve the best echo cancellation.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たエコーキャンセラでは、周囲雑音は消去されないた
め、周囲雑音が存在する環境では残差信号に周囲雑音が
含まれてしまう。このように残差信号に周囲雑音が含ま
れる場合は、周囲雑音レベル以上にエコーの消去を行う
ことができないため、周囲雑音とともに周囲雑音レベル
相当のエコーが残差信号に残留してしまう。この残差信
号はそのまま送信信号として送られるため、会話の際、
その残差信号に含まれる周囲雑音およびエコーは耳障り
なものとなり、通話品質が劣化するという問題がある。
However, in the above-described echo canceller, since ambient noise is not eliminated, the ambient signal contains ambient noise in an environment where ambient noise exists. As described above, when the residual signal includes the ambient noise, the echo cannot be eliminated at a level higher than the ambient noise level, so that the echo corresponding to the ambient noise level remains in the residual signal together with the ambient noise. Since this residual signal is sent as it is as a transmission signal,
Ambient noise and echo contained in the residual signal are unpleasant, and there is a problem that communication quality is deteriorated.

【0014】本発明の目的は、上記問題を解決し、周囲
雑音が存在する環境下においても良好な通話品質を維持
することができるエコー・ノイズキャンセラおよびエコ
ー・ノイズ消去方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an echo noise canceller and an echo noise canceling method which can solve the above-mentioned problem and maintain good speech quality even in an environment where ambient noise exists.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明のエコー・ノイズ
キャンセラは、第1の回線を介して受信された参照入力
信号がスピーカにより音声信号に変換される系と、音声
をマイクロホンにより電気信号に変換し、これを出力信
号として第2の回線上に送出する系とを有し、前記スピ
ーカから出力された音声信号および周囲雑音が前記マイ
クロホンにて受信されて第2の回線上に送出される際の
エコーおよび雑音を消去するエコー・ノイズキャンセラ
であって、供給されたステップサイズを基に前記参照入
力信号から疑似エコーを生成する適応フィルタと、前記
マイクロホンの出力から前記適応フィルタにて生成され
た疑似エコーを差し引いて残差信号を出力する減算器
と、前記参照入力信号のパワーを推定する参照入力信号
パワー推定回路と、前記適応フィルタにて生成された疑
似エコーおよび前記減算器から出力された残差信号を基
に、前記マイクロホンにて受信された周囲雑音のパワー
を推定する周囲雑音パワー推定回路と、前記参照入力信
号のパワーおよび周囲雑音のパワーを基にステップサイ
ズを決定し、これを前記適応フィルタへ供給するステッ
プサイズ決定回路と、前記参照入力信号のパワーおよび
周囲雑音のパワーに応じて、前記第2の回線のレベルを
下げて前記減算器から出力された残差信号に含まれるエ
コーおよび周囲雑音を抑圧するエコー・雑音抑圧手段
と、を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an echo / noise canceller comprising: a system in which a reference input signal received via a first line is converted into an audio signal by a speaker; and a voice is converted into an electric signal by a microphone. And a system for transmitting the signal as an output signal on a second line when the audio signal and the ambient noise output from the speaker are received by the microphone and transmitted on the second line. An echo / noise canceller for canceling the echo and noise of the adaptive filter for generating a pseudo echo from the reference input signal based on a supplied step size, and a pseudo filter generated by the adaptive filter from an output of the microphone. A subtractor that outputs a residual signal by subtracting an echo, a reference input signal power estimation circuit that estimates the power of the reference input signal, An ambient noise power estimation circuit that estimates the power of ambient noise received by the microphone based on the pseudo echo generated by the adaptive filter and the residual signal output from the subtractor; and the reference input signal. And a step size determining circuit for determining a step size based on the power of the ambient noise and the power of the ambient noise, and a step size determining circuit for determining the step size based on the power of the reference input signal and the power of the ambient noise. And echo / noise suppressing means for suppressing the echo and the ambient noise contained in the residual signal output from the subtracter by lowering the level of the residual signal.

【0016】上記エコー・ノイズキャンセラにおいて、
エコー・雑音抑圧手段は、参照入力信号のパワーおよび
周囲雑音のパワーに応じてゲイン係数を決定するゲイン
係数決定回路と、減算器から出力された残差信号に前記
ゲイン係数を乗じ、これを第2の回線上に送出される出
力信号として出力する乗算器とから構成され、前記ゲイ
ン係数決定回路が、周囲雑音のパワーが小さいとき、ま
たは参照入力信号のパワーが大きいときはゲイン係数を
小さくし、周囲雑音のパワーが大きいとき、または参照
入力信号のパワーが小さいときはゲイン係数を大きくす
るようにゲイン係数を決定するものであってもよい。
In the above echo / noise canceller,
The echo / noise suppressing means includes a gain coefficient determining circuit that determines a gain coefficient according to the power of the reference input signal and the power of the ambient noise, and a residual signal output from the subtractor multiplied by the gain coefficient. And a multiplier for outputting as an output signal sent out on the second line. The gain coefficient determination circuit reduces the gain coefficient when the power of the ambient noise is low or when the power of the reference input signal is high. When the power of the ambient noise is large or when the power of the reference input signal is small, the gain coefficient may be determined so as to increase the gain coefficient.

【0017】本発明のエコー・ノイズ消去方法は、第1
の回線を介して受信された参照入力信号がスピーカによ
り音声信号に変換される系と、音声をマイクロホンによ
り電気信号に変換し、これを出力信号として第2の回線
上に送出する系とを有し、前記スピーカから出力された
音声信号が周囲雑音とともに前記マイクロホンにて受信
されて回線上に送出されるエコーおよび雑音を消去する
エコー・ノイズ消去方法であって、前記参照入力信号を
適応フィルタで処理して疑似エコーを生成し、これを前
記マイクロホンの出力から差し引いて残差信号を求める
ステップと、前記参照入力信号のパワー推定値および前
記周囲雑音のパワー推定値を基に求められたステップサ
イズを用いて前記残差信号を最小とするように前記適応
フィルタの係数を修正して前記エコーを消去するステッ
プと、前記参照入力信号のパワー推定値および前記周囲
雑音のパワー推定値に応じて、前記第2の回線のレベル
を下げて前記エコーを消去するステップにて消去できな
いエコーおよび周囲雑音を抑圧するステップと、を有す
ることを特徴とする。
According to the echo / noise elimination method of the present invention, the first
There is a system in which the reference input signal received via the line is converted into an audio signal by a speaker, and a system in which the sound is converted into an electric signal by a microphone and transmitted as an output signal onto the second line. And an echo / noise elimination method in which an audio signal output from the loudspeaker is received by the microphone together with ambient noise and sent out on a line to eliminate an echo and noise, wherein the reference input signal is filtered by an adaptive filter. Processing to generate a pseudo-echo, subtracting it from the output of the microphone to determine a residual signal, and a step size determined based on the power estimate of the reference input signal and the power estimate of the ambient noise Correcting the coefficients of the adaptive filter to minimize the residual signal by using Suppressing the echo and ambient noise that cannot be canceled in the step of reducing the level of the second line and canceling the echo according to the estimated power of the signal and the estimated power of the ambient noise. It is characterized by.

【0018】<作用>上述のように構成される本発明の
エコー・ノイズキャンセラおよびエコー・ノイズ消去方
法では、適応フィルタによるエコーの消去だけでは消去
しきれないエコーおよび周囲雑音の影響は、第2の回線
のレベルを下げることにより抑圧されるので、そのエコ
ーおよび周囲雑音が遠端話者(電話回線を介して接続さ
れる遠端の話者)に聞こえて耳障りとなることはない。
また、遠端話者からの音声の受信やマイクロホンにおけ
る近端話者による音声の入力は、参照入力信号のパワー
および周囲雑音のパワーを基に推定することが可能であ
り、本発明では、第2の回線のレベルは参照入力信号の
パワーおよび周囲雑音のパワーに応じて下げられるの
で、近端話者の音声が抑圧されたり、遠端話者からの音
声が受信された際に周囲雑音が抑圧されなかったりする
ことはない。
<Operation> In the echo noise canceller and the echo noise elimination method of the present invention configured as described above, the influence of the echo and the ambient noise that cannot be completely eliminated only by the elimination of the echo by the adaptive filter is second. Since the noise is suppressed by lowering the line level, the echo and the ambient noise are not jarring to the far-end talker (the far-end talker connected via the telephone line).
Further, reception of voice from the far-end speaker and voice input by the near-end speaker in the microphone can be estimated based on the power of the reference input signal and the power of the ambient noise. Since the level of the line 2 is lowered according to the power of the reference input signal and the power of the ambient noise, the sound of the near-end speaker is suppressed or the ambient noise is reduced when the sound from the far-end speaker is received. There is no repression.

【0019】本発明のうちエコー・雑音抑圧手段がゲイ
ン係数決定回路と乗算器とから構成されるものにおいて
は、参照入力信号のパワーおよび周囲雑音のパワーに応
じてゲイン係数が決定され、これにより第2の回線のレ
ベルが決定される。ゲイン係数の決定は、周囲雑音のパ
ワーが小さいとき、または参照入力信号のパワーが大き
いときは小さくされ、周囲雑音のパワーが大きいとき、
または参照入力信号のパワーが小さいときは大きくされ
るので、遠端話者からの音声が受信されている状態にお
いては、ゲイン係数が小さくされて周囲雑音が抑圧さ
れ、マイクロホンにおいて近端話者による音声の入力が
なされている状態においては、ゲイン係数が大きくされ
て音声は抑圧されずに回線上に送出される。
In the present invention, when the echo / noise suppressing means comprises a gain coefficient determining circuit and a multiplier, the gain coefficient is determined according to the power of the reference input signal and the power of the ambient noise. The level of the second line is determined. The gain coefficient is determined when the power of the ambient noise is small or when the power of the reference input signal is large, and when the power of the ambient noise is large,
Alternatively, when the power of the reference input signal is small, the gain is reduced when the voice from the far-end speaker is being received, so that the ambient noise is suppressed by the gain coefficient being reduced. In the state where the voice is being input, the gain coefficient is increased and the voice is transmitted over the line without being suppressed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明の一実施例のエコー・ノイ
ズキャンセラの概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an echo noise canceller according to one embodiment of the present invention.

【0022】本実施例のエコー・ノイズキャンセラは、
エコー・雑音抑圧手段であるゲイン係数決定回路300
および乗算器301を設けた以外は、前述の図3に示し
た従来のエコーキャンセラと同様の構成のものである。
同じ構成については同じ符号を付し、同じ動作を行うも
のとする。
The echo / noise canceller of this embodiment is
Gain coefficient determining circuit 300 as echo / noise suppressing means
The configuration is the same as that of the conventional echo canceller shown in FIG. 3 except that a multiplier 301 is provided.
The same components are denoted by the same reference numerals, and perform the same operation.

【0023】参照入力信号パワー推定回路101にて推
定された参照入力信号パワー8はステップサイズ決定回
路102に供給されるとともに、ゲイン係数決定回路3
00に供給されている。また、周囲雑音パワー推定回路
103にて推定された周囲雑音パワー9はステップサイ
ズ決定回路102に供給されるとともに、ゲイン係数決
定回路300に供給されている。
The reference input signal power 8 estimated by the reference input signal power estimating circuit 101 is supplied to the step size determining circuit 102 and the gain coefficient determining circuit 3
00 is supplied. The ambient noise power 9 estimated by the ambient noise power estimation circuit 103 is supplied to the step size determination circuit 102 and is also supplied to the gain coefficient determination circuit 300.

【0024】ゲイン係数決定回路300は、参照入力信
号パワー推定回路101から供給された参照入力信号パ
ワー8、および周囲雑音パワー推定回路103から供給
された周囲雑音パワー9を基にゲイン係数302を決定
し、これを乗算器301へ供給する。
The gain coefficient determination circuit 300 determines a gain coefficient 302 based on the reference input signal power 8 supplied from the reference input signal power estimation circuit 101 and the ambient noise power 9 supplied from the ambient noise power estimation circuit 103. This is supplied to the multiplier 301.

【0025】乗算器301は、ゲイン係数決定回路30
0から出力されたゲイン係数302を一方の入力とし、
減算器104から送信側出力端子204へ出力される残
差信号4を他方の入力とし、残差信号4にゲイン係数3
02を乗じ、乗算結果を送信側出力端子204へ出力す
る。
The multiplier 301 includes a gain coefficient determining circuit 30
The gain coefficient 302 output from 0 is used as one input,
The residual signal 4 output from the subtractor 104 to the transmission-side output terminal 204 is used as the other input, and the residual signal 4 has a gain coefficient of 3
02 and outputs the multiplication result to the transmission-side output terminal 204.

【0026】上述のように構成される本実施例のエコー
キャンセラでは、ゲイン係数決定回路300および乗算
器301により送信側出力端子204から送出される残
差信号のレベル値を抑圧することにより、適応フィルタ
100によるエコーの消去の機能だけでは消去しきれな
いエコーおよび周囲雑音の影響が除去される。
In the echo canceller of the present embodiment configured as described above, the gain coefficient determination circuit 300 and the multiplier 301 suppress the level value of the residual signal transmitted from the transmission-side output terminal 204, thereby enabling adaptive control. The effect of the echo and ambient noise that cannot be completely eliminated by the function of eliminating the echo by the filter 100 alone is removed.

【0027】以下、ゲイン係数決定回路300における
ゲイン係数の決定がどのように行われるかについて詳し
く説明する。
Hereinafter, how the gain coefficient is determined in the gain coefficient determination circuit 300 will be described in detail.

【0028】マイクロホン12にて受信される周囲雑音
5には、近端話者の音声および周囲の雑音が含まれる。
よって、周囲雑音パワー9が大きい場合は、マイクロホ
ン12において近端話者による音声の入力がなされてい
ると仮定することができ、反対に、周囲雑音パワー9が
小さい場合は、近端話者による音声の入力はなされてお
らず、会話の無い状態もしくは遠端話者からの音声が受
信されている状態と仮定することができる。一方、参照
信号パワー8がある程度大きい場合は、遠端話者からの
音声が受信されている状態であり、この参照信号パワー
8が小さければ、遠端話者からの音声が受信されていな
いことになる。よって、参照信号パワー8が小さい場合
は、会話の無い状態もしくは近端話者による音声の入力
がなされている状態にあると仮定することができる。
The ambient noise 5 received by the microphone 12 includes the voice of the near-end speaker and the ambient noise.
Therefore, when the ambient noise power 9 is large, it can be assumed that a voice is being input by the near-end speaker at the microphone 12, and conversely, when the ambient noise power 9 is small, the sound is input by the near-end speaker. It can be assumed that no speech has been input and that no speech or speech from the far-end speaker is being received. On the other hand, when the reference signal power 8 is large to some extent, the voice from the far-end speaker is being received. When the reference signal power 8 is small, the voice from the far-end speaker is not received. become. Therefore, when the reference signal power 8 is small, it can be assumed that there is no conversation or a state in which speech is input by the near-end speaker.

【0029】上記のことから、ゲイン係数決定回路30
0では、周囲雑音パワー9が小さいときはゲイン係数は
小さく選ばれ、周囲雑音パワー9が大きいときはゲイン
係数は大きく選ばれる。また、参照信号パワー8が小さ
いときはゲイン係数は大きく選ばれ、参照信号パワー8
が小さいときはゲイン係数は小さく選ばれる。
From the above, the gain coefficient determining circuit 30
At 0, when the ambient noise power 9 is small, the gain coefficient is selected to be small, and when the ambient noise power 9 is large, the gain coefficient is selected to be large. When the reference signal power 8 is small, the gain coefficient is selected to be large, and the reference signal power 8
Is small, the gain coefficient is selected to be small.

【0030】具体的には、ゲイン係数決定回路300で
は、 G=F(Pr,Pn) で与えられる関数演算がなされる。ここで、Gはゲイン
係数、Pr は参照信号パワー、Pn は周囲雑音パワーで
ある。目的を達成するための関数Fの一例を図2に示
す。図2おいて、関数Fは求めるゲイン係数をz軸とす
る参照入力パワーと周囲雑音パワーに関する3次元の曲
面で表されており、ここでは、与えられる参照信号パワ
ーPr と周囲雑音パワーPn の交点から引かれた垂線と
3次元の曲面との交わるゲイン係数値が求められるゲイ
ン係数とされる。
More specifically, the gain coefficient determination circuit 300 performs a function operation given by G = F (P r , P n ). Here, G is a gain coefficient, Pr is reference signal power, and Pn is ambient noise power. FIG. 2 shows an example of the function F for achieving the object. In FIG. 2, the function F is represented by a three-dimensional curved surface relating to the reference input power and the ambient noise power with the gain coefficient to be obtained as the z-axis. Here, the given reference signal power Pr and the ambient noise power P n A gain coefficient value at which a perpendicular line drawn from the intersection of the three-dimensional curved surface and the three-dimensional curved surface intersect is determined as a gain coefficient.

【0031】次に、本実施例のエコー・ノイズキャンセ
ラの動作について簡単に説明する。
Next, the operation of the echo / noise canceller of the present embodiment will be briefly described.

【0032】ここでは、遠端話者による通話がなされて
いる状態と近端話者による通話がなされている状態の2
つを例とって説明する。
Here, there are two states: a state in which the far-end talker is talking and a state in which the near-end talker is talking.
One example will be described.

【0033】(1)遠端話者による通話がなされている
状態 この状態では、参照信号パワー8はある程度大きな値と
なる。周囲雑音5がなければ、適応フィルタ100が、
入力された参照入力信号1、ステップサイズ設定回路1
02から供給されたステップサイズ7、および減算器1
02から帰還された誤差信号4を用いて、出力信号とな
る誤差信号4の二乗平均値を最小とするようにフィルタ
係数を更新する。これにより、参照入力信号1を基にス
ピーカ11から出力された音響信号がマイク12にて受
信される際のエコー2の影響がほぼ取り除かれる。な
お、このときのゲイン係数決定回路300において決定
されるゲイン係数は「0」となっている。
(1) State in which a call is made by a far-end talker In this state, the reference signal power 8 has a somewhat large value. If there is no ambient noise 5, the adaptive filter 100
Input reference input signal 1, step size setting circuit 1
Step size 7 supplied from 02 and subtracter 1
The filter coefficient is updated using the error signal 4 fed back from 02 so as to minimize the root mean square value of the error signal 4 serving as an output signal. Thereby, the effect of the echo 2 when the acoustic signal output from the speaker 11 based on the reference input signal 1 is received by the microphone 12 is almost eliminated. The gain coefficient determined by the gain coefficient determination circuit 300 at this time is “0”.

【0034】周囲雑音5がある場合は、適応フィルタ1
00によるエコー消去が行われても、残差信号4には周
囲雑音5および該周囲雑音5レベル相当のエコーが残留
する。周囲雑音5のレベルがある程度大きな場合は、近
端話者による音声入力があったとみなされるので、ゲイ
ン係数決定回路300では大きなゲイン係数(通常は
「1」)が選ばれる。これにより、周囲雑音およびエコ
ーが残留した残差信号が送信側出力端子204から送出
されることとなり、近端話者からの音声が抑圧されると
いうことは生じない。また、周囲雑音5のレベルがある
程度小さな場合は、近端話者による音声入力はないとみ
なされ、ゲイン係数決定回路300では残留した周囲雑
音およびエコーを除去するようにゲイン係数は小さく選
ばれる。これにより、送信側出力端子204から送出さ
れる残差信号の出力レベルが下げられ、周囲雑音および
エコーが抑圧される。この結果、残留したエコーおよび
周囲雑音が遠端話者に聞こえて耳障りとなることはな
い。
If there is an ambient noise 5, the adaptive filter 1
Even after the echo cancellation by 00, ambient noise 5 and an echo corresponding to the level of the ambient noise 5 remain in the residual signal 4. When the level of the ambient noise 5 is large to some extent, it is considered that there has been a voice input by the near-end speaker, and the gain coefficient determination circuit 300 selects a large gain coefficient (normally “1”). As a result, the residual signal in which the ambient noise and the echo remain is transmitted from the transmission-side output terminal 204, and the voice from the near-end speaker is not suppressed. When the level of the ambient noise 5 is small to some extent, it is considered that there is no voice input by the near-end speaker, and the gain coefficient determination circuit 300 selects a small gain coefficient so as to remove the remaining ambient noise and echo. As a result, the output level of the residual signal transmitted from the transmission-side output terminal 204 is reduced, and ambient noise and echo are suppressed. As a result, the remaining echo and ambient noise will not be audible to the far end speaker.

【0035】(2)近端話者による通話がなされている
状態 この状態では、周囲雑音パワー9はある程度大きな値と
なるので、ゲイン係数決定回路300のゲイン係数は
「1」となっている。これにより、残差信号4はその出
力レベルが抑圧されることなく送信側出力端子204か
ら送出される。なお、周囲雑音パワー9がある程度小さ
ければ、近端話者による音声の入力はなされておらず、
会話の無い状態もしくは遠端話者からの音声が受信され
ている状態とみなされ、周囲雑音パワー9のレベル値に
応じて周囲雑音を除去するようにゲイン係数は小さく選
ばれる。
(2) State in which a call is made by a near-end speaker In this state, the ambient noise power 9 has a relatively large value, and the gain coefficient of the gain coefficient determination circuit 300 is "1". As a result, the residual signal 4 is transmitted from the transmission-side output terminal 204 without suppressing its output level. Note that if the ambient noise power 9 is small to some extent, no voice is input by the near end speaker,
It is considered that there is no conversation or the state where the voice from the far-end speaker is being received, and the gain coefficient is selected small so as to remove the ambient noise according to the level value of the ambient noise power 9.

【0036】ここで、遠端話者からの音声が受信され、
参照信号パワー8のレベルがある程度大きな値となる
と、上述した(1)遠端話者による通話がなされている
状態となり、上述のような適応フィルタ100によるエ
コーの消去およびゲイン係数決定回路300によるゲイ
ン係数の決定が行われることとなる。
Here, the voice from the far end speaker is received,
When the level of the reference signal power 8 becomes a relatively large value, the above-mentioned (1) the call is made by the far end speaker, and the echo is eliminated by the adaptive filter 100 and the gain is determined by the gain coefficient determination circuit 300 as described above. The determination of the coefficient will be performed.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0038】請求項1に記載のものおよび請求項3に記
載の方法においては、適応フィルタによるエコーの消去
だけでは消去しきれないエコーおよび周囲雑音の影響を
第2の回線のレベルを下げることにより抑圧することが
できるので、周囲雑音が存在する環境下においても良好
な通信品質を提供することができるという効果がある。
According to the first and third aspects of the present invention, the effect of echo and ambient noise that cannot be completely eliminated only by canceling the echo by the adaptive filter is reduced by lowering the level of the second line. Since the noise can be suppressed, there is an effect that good communication quality can be provided even in an environment where ambient noise exists.

【0039】請求項2に記載のものにおいては、上記効
果を奏するエコー・ノイズキャンセラを実現することが
できるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, there is an effect that an echo / noise canceller having the above effects can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のエコー・ノイズキャンセラ
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an echo noise canceller according to an embodiment of the present invention.

【図2】ゲイン係数決定関数の一例を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing an example of a gain coefficient determination function.

【図3】音響結合により生じるエコーを消去するエコー
キャンセラの一例の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an example of an echo canceller that cancels an echo generated by acoustic coupling.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 参照入力信号 2 エコー 3 疑似エコー 4 残差信号 5 周囲雑音 6 マイク出力信号 7 ステップサイズ 8 参照入力信号パワー 9 周囲雑音パワー 10 エコー・ノイズキャンセラ 11 スピーカ 12 マイクロホン 13 エコーパス 100 適応フィルタ 101 参照入力信号パワー推定回路 102 ステップサイズ決定回路 103 周囲雑音パワー推定回路 104 減算器 201 受信側入力端子 202 受信側出力端子 203 送信側入力端子 204 送信側出力端子 300 ゲイン係数決定回路 301 乗算器 302 ゲイン係数 REFERENCE SIGNS LIST 1 reference input signal 2 echo 3 pseudo echo 4 residual signal 5 ambient noise 6 microphone output signal 7 step size 8 reference input signal power 9 ambient noise power 10 echo noise canceller 11 speaker 12 microphone 13 echo path 100 adaptive filter 101 reference input signal power Estimation circuit 102 Step size determination circuit 103 Ambient noise power estimation circuit 104 Subtractor 201 Reception-side input terminal 202 Reception-side output terminal 203 Transmission-side input terminal 204 Transmission-side output terminal 300 Gain coefficient determination circuit 301 Multiplier 302 Gain coefficient

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 3/20 - 3/23 H04B 7/005 - 7/01 H04M 1/58 - 1/60 H04R 3/00 H03H 21/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04B 3/20-3/23 H04B 7/005-7/01 H04M 1/58-1/60 H04R 3 / 00 H03H 21/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の回線を介して受信された参照入力
信号がスピーカにより音声信号に変換される系と、音声
をマイクロホンにより電気信号に変換し、これを出力信
号として第2の回線上に送出する系とを有し、前記スピ
ーカから出力された音声信号および周囲雑音が前記マイ
クロホンにて受信されて第2の回線上に送出される際の
エコーおよび雑音を消去するエコー・ノイズキャンセラ
であって、 供給されたステップサイズを基に前記参照入力信号から
疑似エコーを生成する適応フィルタと、 前記マイクロホンの出力から前記適応フィルタにて生成
された疑似エコーを差し引いて残差信号を出力する減算
器と、 前記参照入力信号のパワーを推定する参照入力信号パワ
ー推定回路と、 前記適応フィルタにて生成された疑似エコーおよび前記
減算器から出力された残差信号を基に、前記マイクロホ
ンにて受信された周囲雑音のパワーを推定する周囲雑音
パワー推定回路と、 前記参照入力信号のパワーおよび周囲雑音のパワーを基
にステップサイズを決定し、これを前記適応フィルタへ
供給するステップサイズ決定回路と、 前記参照入力信号のパワーおよび周囲雑音のパワーに応
じて、前記第2の回線のレベルを下げて前記減算器から
出力された残差信号に含まれるエコーおよび周囲雑音を
抑圧するエコー・雑音抑圧手段と、を有することを特徴
とするエコー・ノイズキャンセラ。
1. A system in which a reference input signal received via a first line is converted into an audio signal by a speaker, and a voice is converted into an electric signal by a microphone, and this is output as an output signal on a second line. And an echo / noise canceller for canceling the echo and noise when the audio signal and the ambient noise output from the speaker are received by the microphone and transmitted to the second line. An adaptive filter that generates a pseudo echo from the reference input signal based on the supplied step size; and a subtractor that subtracts the pseudo echo generated by the adaptive filter from the output of the microphone and outputs a residual signal. A reference input signal power estimating circuit for estimating the power of the reference input signal; and a pseudo echo generated by the adaptive filter and An ambient noise power estimating circuit that estimates the power of the ambient noise received by the microphone based on the residual signal output from the subtractor; and a step size based on the power of the reference input signal and the power of the ambient noise. And a step size determining circuit for supplying the same to the adaptive filter, and the level of the second line is reduced and output from the subtractor in accordance with the power of the reference input signal and the power of ambient noise. An echo / noise canceller comprising: echo / noise suppressing means for suppressing echo and ambient noise contained in the residual signal.
【請求項2】 請求項1に記載のエコー・ノイズキャン
セラにおいて、 エコー・雑音抑圧手段は、参照入力信号のパワーおよび
周囲雑音のパワーに応じてゲイン係数を決定するゲイン
係数決定回路と、減算器から出力された残差信号に前記
ゲイン係数を乗じ、これを第2の回線上に送出される出
力信号として出力する乗算器とから構成され、 前記ゲイン係数決定回路は、周囲雑音のパワーが小さい
とき、または参照入力信号のパワーが大きいときはゲイ
ン係数を小さくし、周囲雑音のパワーが大きいとき、ま
たは参照入力信号のパワーが小さいときはゲイン係数を
大きくすることを特徴とするエコー・ノイズキャンセ
ラ。
2. The echo / noise canceller according to claim 1, wherein the echo / noise suppressing means includes a gain coefficient determining circuit that determines a gain coefficient according to the power of the reference input signal and the power of the ambient noise, and a subtractor. A multiplier for multiplying the output residual signal by the gain coefficient, and outputting the multiplied signal as an output signal transmitted on a second line. An echo noise canceller characterized in that the gain coefficient is reduced when the power of the reference input signal is large, and the gain coefficient is increased when the power of the ambient noise is large or the power of the reference input signal is small.
【請求項3】 第1の回線を介して受信された参照入力
信号がスピーカにより音声信号に変換される系と、音声
をマイクロホンにより電気信号に変換し、これを出力信
号として第2の回線上に送出する系とを有し、前記スピ
ーカから出力された音声信号が周囲雑音とともに前記マ
イクロホンにて受信されて回線上に送出されるエコーお
よび雑音を消去するエコー・ノイズ消去方法であって、 前記参照入力信号を適応フィルタで処理して疑似エコー
を生成し、これを前記マイクロホンの出力から差し引い
て残差信号を求めるステップと、 前記参照入力信号のパワー推定値および前記周囲雑音の
パワー推定値を基に求められたステップサイズを用いて
前記残差信号を最小とするように前記適応フィルタの係
数を修正して前記エコーを消去するステップと、 前記参照信号のパワー推定値および前記周囲雑音のパワ
ー推定値に応じて、前記第2の回線のレベルを下げて前
記エコーを消去するステップにて消去できないエコーお
よび周囲雑音を抑圧するステップと、を有することを特
徴とするエコー・ノイズ消去方法。
3. A system in which a reference input signal received via a first line is converted into an audio signal by a speaker, and a voice is converted into an electric signal by a microphone, and this is output as an output signal on a second line. An echo / noise elimination method for eliminating an echo and noise that is received by the microphone and transmitted over a line when an audio signal output from the speaker is received by the microphone together with ambient noise. Processing a reference input signal with an adaptive filter to generate a pseudo-echo, subtracting this from the output of the microphone to obtain a residual signal; anda power estimation value of the reference input signal and a power estimation value of the ambient noise. A step of correcting the coefficients of the adaptive filter so as to minimize the residual signal using the step size obtained based on the step size, and canceling the echo. And suppressing the echo and ambient noise that cannot be canceled in the step of reducing the level of the second line and canceling the echo according to the power estimation value of the reference signal and the power estimation value of the ambient noise. And a method for canceling echo noise.
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