JP2000134138A - 副帯エコ―を打ち消すための無遅延システム - Google Patents
副帯エコ―を打ち消すための無遅延システムInfo
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- JP2000134138A JP2000134138A JP11287246A JP28724699A JP2000134138A JP 2000134138 A JP2000134138 A JP 2000134138A JP 11287246 A JP11287246 A JP 11287246A JP 28724699 A JP28724699 A JP 28724699A JP 2000134138 A JP2000134138 A JP 2000134138A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 16
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
- H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
- H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
- H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Telephone Function (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エコー除去の性能を犠牲にせずに、副帯の分
解と再構成の際に引き起こされる遅延が除去されるよう
な無遅延の構成を提供する。 【解決手段】 ディジタルエコー信号を帯域分割し下方
標本化する副帯分解手段と、ディジタル基準信号を帯域
分割し下方標本化する他の副帯分解手段と、分解された
ディジタル基準信号と分解されたディジタルエコー信号
とを受けて、それらの予想されるエコーの道筋を得るた
めの最小平均二乗（ＬＭＳ）フィルタと、分解されたデ
ィジタル基準信号とＬＭＳ信号とを受けて、遅延を避け
るようにそれらの信号をより早い時間に出力する前方フ
ィルタと、ディジタル信号を遅延無しで再生成するため
に、上記の前方フィルタが出力した信号を上方標本化
し、かつ再結合する副帯再構成手段と、再構成された信
号をディジタルエコー信号から減算する、加算と減算の
手段とを備える。
解と再構成の際に引き起こされる遅延が除去されるよう
な無遅延の構成を提供する。 【解決手段】 ディジタルエコー信号を帯域分割し下方
標本化する副帯分解手段と、ディジタル基準信号を帯域
分割し下方標本化する他の副帯分解手段と、分解された
ディジタル基準信号と分解されたディジタルエコー信号
とを受けて、それらの予想されるエコーの道筋を得るた
めの最小平均二乗（ＬＭＳ）フィルタと、分解されたデ
ィジタル基準信号とＬＭＳ信号とを受けて、遅延を避け
るようにそれらの信号をより早い時間に出力する前方フ
ィルタと、ディジタル信号を遅延無しで再生成するため
に、上記の前方フィルタが出力した信号を上方標本化
し、かつ再結合する副帯再構成手段と、再構成された信
号をディジタルエコー信号から減算する、加算と減算の
手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には遠隔通
信の分野におけるエコーの除去に関し、より詳しくは副
帯のエコー除去の際の無遅延のトポロジーに関する。こ
のトポロジーから生み出される無遅延システムは、電話
による日常の会話（あるいは遠隔通信の使用）において
被る全ての遅延を確実に取り除くための副帯あるいは小
波のエコー除去と共に用いることができる。
信の分野におけるエコーの除去に関し、より詳しくは副
帯のエコー除去の際の無遅延のトポロジーに関する。こ
のトポロジーから生み出される無遅延システムは、電話
による日常の会話（あるいは遠隔通信の使用）において
被る全ての遅延を確実に取り除くための副帯あるいは小
波のエコー除去と共に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】エコーとは、原信号が遅延と歪みを受け
て信号源に戻る現象である。一般的に、エコーは、伝送
媒体が不連続である境界から信号が反射されて起こるも
のである。電話信号の伝送の際に、伝送される信号が回
路のインピーダンス不整合に出会うときエコーは常に発
生するものである。そのようなエコーは、音声信号の忠
実度を悪化させ、しばしば使用者に有害となる。
て信号源に戻る現象である。一般的に、エコーは、伝送
媒体が不連続である境界から信号が反射されて起こるも
のである。電話信号の伝送の際に、伝送される信号が回
路のインピーダンス不整合に出会うときエコーは常に発
生するものである。そのようなエコーは、音声信号の忠
実度を悪化させ、しばしば使用者に有害となる。
【０００３】ネットワークエコー除去装置は、電話伝送
におけるこれらの望ましからぬエコーを取り除くように
設計されている。エコー除去装置の基本的な考えは、エ
コーの複製を合成して、それを受信した信号全体から引
き算するというものである。エコーの道筋を推定する効
果的なアルゴリズムは、最小平均二乗（ＬＭＳ）適応ア
ルゴリズムである。
におけるこれらの望ましからぬエコーを取り除くように
設計されている。エコー除去装置の基本的な考えは、エ
コーの複製を合成して、それを受信した信号全体から引
き算するというものである。エコーの道筋を推定する効
果的なアルゴリズムは、最小平均二乗（ＬＭＳ）適応ア
ルゴリズムである。
【０００４】長距離電話や会議室における手を使わない
電話におけるような、エコー継続時間が長い時（４００
−５００ｍｓ）には、適応アルゴリズムのタップ（ｔａ
ｐ）数は比例して増加し、適応フィルタの収斂速度は、
著しく低下する。さらに悪いことに、良質な音声信号の
ためにエコーを十分に取り除くことはできないであろ
う。この問題を解決するために、副帯フィルタ法と、さ
らに最近は、小波分解法（wavelet decomposition sche
me）が提案されてきた。信号を分解することで、計算の
複雑さを減らし、副次標本を取られた信号を用いて適応
速度を増加させることができる。Ｍ個に副帯分解するこ
とによって、各副帯レベルで適応フィルタ長は、Ｍを除
数として減少する。副帯分解は、下方標本化（down-sam
pling）の処理であり、標本化速度を減少するか殺す方
法であり、また、信号をいくつかの周波数帯域に分割す
るものである。また、下方標本化処理によって、適応ア
ルゴリズムは、原信号よりＭ倍遅い速度で実行すること
ができる。結果として、計算の複雑さが減り、収斂速度
は改善される。
電話におけるような、エコー継続時間が長い時（４００
−５００ｍｓ）には、適応アルゴリズムのタップ（ｔａ
ｐ）数は比例して増加し、適応フィルタの収斂速度は、
著しく低下する。さらに悪いことに、良質な音声信号の
ためにエコーを十分に取り除くことはできないであろ
う。この問題を解決するために、副帯フィルタ法と、さ
らに最近は、小波分解法（wavelet decomposition sche
me）が提案されてきた。信号を分解することで、計算の
複雑さを減らし、副次標本を取られた信号を用いて適応
速度を増加させることができる。Ｍ個に副帯分解するこ
とによって、各副帯レベルで適応フィルタ長は、Ｍを除
数として減少する。副帯分解は、下方標本化（down-sam
pling）の処理であり、標本化速度を減少するか殺す方
法であり、また、信号をいくつかの周波数帯域に分割す
るものである。また、下方標本化処理によって、適応ア
ルゴリズムは、原信号よりＭ倍遅い速度で実行すること
ができる。結果として、計算の複雑さが減り、収斂速度
は改善される。
【０００５】副帯エコー除去装置の基本的構成が図１に
示されており、ここで信号の分解と再構成は、いずれか
のフィルタバンクか、いずれかのブロック変換か、小波
分解によって実行可能である。いかなる方法が使用され
ても、信号の分解と再構成は、ＰＲ（完全な再構成）条
件を満足するＦＩＲ（有限時間インパルス応答）のフィ
ルタバンク１組によって、常に等価なものとして表現で
きる。エコー信号と基準信号は両方共、別々の分解フィ
ルタバンクの組を通過し、その後、下方標本化される。
適応アルゴリズムは、減少した計算速度により副次標本
段階で動作させられる。その後、異なる副帯におけるエ
コー残差信号は、エコーの減少した遠端音声信号を修復
するために再構成フィルタバックを通過する。
示されており、ここで信号の分解と再構成は、いずれか
のフィルタバンクか、いずれかのブロック変換か、小波
分解によって実行可能である。いかなる方法が使用され
ても、信号の分解と再構成は、ＰＲ（完全な再構成）条
件を満足するＦＩＲ（有限時間インパルス応答）のフィ
ルタバンク１組によって、常に等価なものとして表現で
きる。エコー信号と基準信号は両方共、別々の分解フィ
ルタバンクの組を通過し、その後、下方標本化される。
適応アルゴリズムは、減少した計算速度により副次標本
段階で動作させられる。その後、異なる副帯におけるエ
コー残差信号は、エコーの減少した遠端音声信号を修復
するために再構成フィルタバックを通過する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】副帯エコー除去装置の
問題点は、遠端信号が分解及び再構成フィルタバンクを
通過するとき、遅延が引き起こされることである。この
遅延はＰＲフィルタバンクを注意深く設計することで最
小にすることができるが、全部を除去することはできな
い。さらに、フィルタバンクの設計において、遅延が考
慮されるときにはエコー除去の性能は犠牲にならなけれ
ばならない。というのも、遅延値が最小のＰＲフィルタ
バンクは、エコー除去の最良の性能を持っていはいない
であろうから。
問題点は、遠端信号が分解及び再構成フィルタバンクを
通過するとき、遅延が引き起こされることである。この
遅延はＰＲフィルタバンクを注意深く設計することで最
小にすることができるが、全部を除去することはできな
い。さらに、フィルタバンクの設計において、遅延が考
慮されるときにはエコー除去の性能は犠牲にならなけれ
ばならない。というのも、遅延値が最小のＰＲフィルタ
バンクは、エコー除去の最良の性能を持っていはいない
であろうから。
【０００７】副帯エコー除去の際に遅延が存在すること
で応用分野に制限が生じる。音声の伝送において、もし
エコー除去で引き起こされる遅延が零で、その結果音声
の端末相互間の伝送遅延が最小になれば、使用者にとっ
て常に有益である。
で応用分野に制限が生じる。音声の伝送において、もし
エコー除去で引き起こされる遅延が零で、その結果音声
の端末相互間の伝送遅延が最小になれば、使用者にとっ
て常に有益である。
【０００８】副帯エコー除去動作から全ての遅延を取り
除くシステムを提供するのが、本発明の目的である。
除くシステムを提供するのが、本発明の目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によって、エコー
除去の性能を犠牲にせずに、副帯の分解と再構成の際に
引き起こされる遅延が除去されるような無遅延のシステ
ムが作られた。このシステムは、いかなる副帯基準のエ
コー除去装置もしくは小波エコー除去装置と共に用いる
ことができる。
除去の性能を犠牲にせずに、副帯の分解と再構成の際に
引き起こされる遅延が除去されるような無遅延のシステ
ムが作られた。このシステムは、いかなる副帯基準のエ
コー除去装置もしくは小波エコー除去装置と共に用いる
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下において、実施形態の詳細な
説明が、以下の図面を参照して行われる。図１は、汎用
副帯エコー除去装置の図面であり、図２は、無遅延シス
テムの図面である。
説明が、以下の図面を参照して行われる。図１は、汎用
副帯エコー除去装置の図面であり、図２は、無遅延シス
テムの図面である。
【００１１】図１は、副帯エコー除去装置における遅延
が、副帯の分解と再構成によっていかに引き起こされる
かを示し、かつ、この遅延が、使用中のフィルタバンク
に依存していかに固定値となるかを示している。上記遅
延は、Ｎ個の標本点に等しいとする。副帯の分解とこれ
に続く下方標本化の手順の後では、遅延には、副帯レベ
ルにおいてより少ない標本点しか含まれない。各副帯に
おいて、Ｍが副帯の数であるとすると、おおよそＮ／Ｍ
に等しい遅延値となる。
が、副帯の分解と再構成によっていかに引き起こされる
かを示し、かつ、この遅延が、使用中のフィルタバンク
に依存していかに固定値となるかを示している。上記遅
延は、Ｎ個の標本点に等しいとする。副帯の分解とこれ
に続く下方標本化の手順の後では、遅延には、副帯レベ
ルにおいてより少ない標本点しか含まれない。各副帯に
おいて、Ｍが副帯の数であるとすると、おおよそＮ／Ｍ
に等しい遅延値となる。
【００１２】ｋ番目の副帯を考えてみると、ＬＭＳフィ
ルタは｛ｈk（ｎ）｝に収束し、｛ｈk（ｎ）｝を持った
ｋ番目の副帯における基準信号の畳み込みによって、Ｎ
／Ｍサンプル分遅延した副帯でエコーの複製を発生す
る。無遅延のエコーの複製は、基準信号と｛ｈk（ｎ＋
Ｎ／Ｍ）｝を巻き込むことによって得られる。上記の手
順によって、遅延はフィルタ｛ｈk（ｎ）｝をＮ／Ｍサ
ンプル分だけ予め先取りすることで補償できることがわ
かる。しかし、一般の普通のフィルタ｛ｈk（ｎ）｝に
とって、｛ｈk（ｎ＋Ｎ／Ｍ）｝は、非現実的で普通で
はない。無遅延の副帯エコー除去装置は図２に示され、
ここでは前方フィルタ（forward-filter）ブロックは、
前方フィルタの普通の部分を与えている。すなわち、
ルタは｛ｈk（ｎ）｝に収束し、｛ｈk（ｎ）｝を持った
ｋ番目の副帯における基準信号の畳み込みによって、Ｎ
／Ｍサンプル分遅延した副帯でエコーの複製を発生す
る。無遅延のエコーの複製は、基準信号と｛ｈk（ｎ＋
Ｎ／Ｍ）｝を巻き込むことによって得られる。上記の手
順によって、遅延はフィルタ｛ｈk（ｎ）｝をＮ／Ｍサ
ンプル分だけ予め先取りすることで補償できることがわ
かる。しかし、一般の普通のフィルタ｛ｈk（ｎ）｝に
とって、｛ｈk（ｎ＋Ｎ／Ｍ）｝は、非現実的で普通で
はない。無遅延の副帯エコー除去装置は図２に示され、
ここでは前方フィルタ（forward-filter）ブロックは、
前方フィルタの普通の部分を与えている。すなわち、
【００１３】
【数１】
【００１４】注意：前方フィルタは、元のフィルタの出
力と比較して、早い時間に出力をする。
力と比較して、早い時間に出力をする。
【００１５】普通の前方フィルタと共に各副帯レベルで
巻き込まれた基準信号によって、フィルタバンク再構成
の出力は、エコーの複製を遅延無く生み出す。しかし、
｛ｈ k（ｎ）｝の第１Ｎ／Ｍ係数である｛ｈk f（Ｎ）｝
が失われる。同じく、元のエコーの通り道にある第１Ｎ
係数が失われる。これらの係数は、副帯再構成の外側で
ＬＭＳフィルタによって補償することができる。副帯再
構成は、上方標本化（up-sampling）の処理であり、０
挿入と非映像フィルタによって信号の標本化速度を増加
する処理であり、かつ、元の信号を再生成するのに副帯
信号を再結合するものである。分解と再構成に対する一
般的な要求は、再構成処理の後に歪みも劣化も無しに元
の信号が再生成されるべきであるというものである。
巻き込まれた基準信号によって、フィルタバンク再構成
の出力は、エコーの複製を遅延無く生み出す。しかし、
｛ｈ k（ｎ）｝の第１Ｎ／Ｍ係数である｛ｈk f（Ｎ）｝
が失われる。同じく、元のエコーの通り道にある第１Ｎ
係数が失われる。これらの係数は、副帯再構成の外側で
ＬＭＳフィルタによって補償することができる。副帯再
構成は、上方標本化（up-sampling）の処理であり、０
挿入と非映像フィルタによって信号の標本化速度を増加
する処理であり、かつ、元の信号を再生成するのに副帯
信号を再結合するものである。分解と再構成に対する一
般的な要求は、再構成処理の後に歪みも劣化も無しに元
の信号が再生成されるべきであるというものである。
【００１６】図２において、無遅延のトポロジーが示さ
れる。入力信号は、マイクおよび／またはスピーカのい
ずれかを通して入ってくる。この信号は、従って、ＬＭ
Ｓフィルタに回される前に分解され下方標本化された副
帯である。ＬＭＳフィルタは、適応フィルタを構成する
ために、前方フィルタと一緒に結合され、その結果は無
遅延のエコーの推定を作る。この推定された無遅延のエ
コーは、その後、再構成され、かつ入力信号から引き算
される。エコーの道筋にある第１Ｎ係数により引き起こ
された残留エコーを取り消すために外部ＬＭＳフィルタ
が加えられる。その結果は、Ｄ／Ａ変換器を通して送ら
れ、かつ他の端点に出力される。入力音声信号には、遅
延は含まれていない。副帯の分解と副帯の再構成の両方
におけるフィルタの長さを考慮すると、外部ＬＭＳフィ
ルタには、高性能のためにＮより少し多い重み付けが与
えられることを提案したい。
れる。入力信号は、マイクおよび／またはスピーカのい
ずれかを通して入ってくる。この信号は、従って、ＬＭ
Ｓフィルタに回される前に分解され下方標本化された副
帯である。ＬＭＳフィルタは、適応フィルタを構成する
ために、前方フィルタと一緒に結合され、その結果は無
遅延のエコーの推定を作る。この推定された無遅延のエ
コーは、その後、再構成され、かつ入力信号から引き算
される。エコーの道筋にある第１Ｎ係数により引き起こ
された残留エコーを取り消すために外部ＬＭＳフィルタ
が加えられる。その結果は、Ｄ／Ａ変換器を通して送ら
れ、かつ他の端点に出力される。入力音声信号には、遅
延は含まれていない。副帯の分解と副帯の再構成の両方
におけるフィルタの長さを考慮すると、外部ＬＭＳフィ
ルタには、高性能のためにＮより少し多い重み付けが与
えられることを提案したい。
【図１】 汎用副帯エコー除去装置の図面である。
【図２】 無遅延システムの図面である。
１，３，１７，２１…副帯分解 ５…副帯再構成 ７…適応チャネル見積もり ２３…ＬＭＳフィルタ ２５…前方フィルタ ２７…副帯再構成
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キァン・ウー アメリカ合衆国・97333・オレゴン・コヴ ァリス・サウス・ウェスト・テクノロジ ー・ループ・5020・アパートメント・＃30 (72)発明者 フィリップ・ウー カナダ・Ｋ２Ｇ・４Ｌ２・オンタリオ・ネ ピーン・ディア・フィールド・ドライヴ・ 20・アパートメント・＃408 (72)発明者 ゴードン・ジェイ・リーサー カナダ・Ｋ４Ｒ・１Ａ９・オンタリオ・ラ ッセル・バンク・ストリート・10
Claims (4)
- 【請求項１】 ディジタルエコー信号をいくつかの周波
数帯域に帯域分割し、かつ下方標本化する第１副帯分解
手段と、 ディジタル基準信号をいくつかの周波数帯域に帯域分割
し、かつ下方標本化する第２副帯分解手段と、 分解された上記ディジタル基準信号と分解された上記デ
ィジタルエコー信号とを受けて、それらの予想されるエ
コーの道筋を得るための最小平均二乗（ＬＭＳ）フィル
タと、 分解された上記ディジタル基準信号とＬ上記ＬＭＳ信号
とを受けて、遅延を避けるようにそれらの信号をより早
い時間に出力する前方フィルタと、 上記ディジタル信号を遅延無しで再生成するために、上
記前方フィルタが出力した信号を上方標本化し、かつ再
結合する副帯再構成手段と、 上記の再構成された信号を上記のディジタルエコー信号
から減算する、加減算の手段とを備えることを特徴とす
る、副帯エコー除去中に起こる全ての遅延を取り除く無
遅延システム。 - 【請求項２】 Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
およびＤ／Ａ（ディジタル−アナログ）変換器と、 適応チャネル推定手段と、 副帯エコー除去中に起こる全ての遅延を取り除く無遅延
システムとを備えるエコー除去装置。 - 【請求項３】 上記除去装置は、副帯または小波エコー
除去装置であることを特徴とする請求項２記載のエコー
除去装置。 - 【請求項４】 上記無遅延システムは、 ディジタルエコー信号をいくつかの周波数帯域に帯域分
割し、かつ下方標本化する第１副帯分解手段と、 ディジタル基準信号をいくつかの周波数帯域に帯域分割
し、かつ下方標本化する第２副帯分解手段と、 分解された上記ディジタル基準信号と分解された上記デ
ィジタルエコー信号とを受けて、それらの予想されるエ
コーの道筋を得るための最小平均二乗（ＬＭＳ）フィル
タと、 分解された上記ディジタル基準信号と上記ＬＭＳ信号と
を受けて、遅延を避けるようにそれらの信号をより早い
時間に出力する前方フィルタと、 上記ディジタル信号を遅延無しで再生成するために、上
記前方フィルタが出力した信号を上方標本化し、かつ再
結合する副帯再構成手段と、 上記再構成された信号を上記のディジタルエコー信号か
ら減算する、加減算手段とを備えることを特徴とする請
求項２記載のエコー除去装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9821866.2 | 1998-10-07 | ||
| GB9821866A GB2342549B (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Zero-delay structure for sub-band echo cancellation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134138A true JP2000134138A (ja) | 2000-05-12 |
| JP2000134138A5 JP2000134138A5 (ja) | 2004-08-26 |
Family
ID=10840153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11287246A Pending JP2000134138A (ja) | 1998-10-07 | 1999-10-07 | 副帯エコ―を打ち消すための無遅延システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6661895B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000134138A (ja) |
| KR (1) | KR20000028888A (ja) |
| CA (1) | CA2285137A1 (ja) |
| DE (1) | DE19947682B4 (ja) |
| FR (1) | FR2787952B1 (ja) |
| GB (1) | GB2342549B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100479574B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2005-04-06 | 엘지전자 주식회사 | 선로 반향 제거 장치에서 유효 계수를 이용한 긴 지연시간추정 방법 |
| US6947449B2 (en) * | 2003-06-20 | 2005-09-20 | Nokia Corporation | Apparatus, and associated method, for communication system exhibiting time-varying communication conditions |
| CA2481629A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-15 | Dspfactory Ltd. | Method and system for active noise cancellation |
| US8232183B2 (en) * | 2007-05-04 | 2012-07-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Process and apparatus for wafer-level flip-chip assembly |
| EP2215820B1 (en) * | 2007-11-29 | 2012-11-21 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | A method and arrangement for echo cancellation of voice signals |
| CN104039612B (zh) | 2011-11-18 | 2016-08-24 | 费德罗-莫格尔公司 | 挡风玻璃雨刷装置 |
| CN110610716A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 北京声智科技有限公司 | 回声消除方法、装置及存储介质 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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