JP3420705B2 - エコー抑圧方法及び装置並びにエコー抑圧プログラムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体 - Google Patents
エコー抑圧方法及び装置並びにエコー抑圧プログラムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体Info
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Description
及び装置並びにエコー抑圧プログラムが記憶されたコン
ピュータに読取り可能な記憶媒体に係わり、例えば2線
4線変換系及び拡声通話系などにおいて、ハウリングの
原因及び聴覚上の障害となるエコー信号を抑圧し、送話
者音声信号を強調する技術に関する。
聴覚上の障害となるエコー信号について、図8に示す拡
声通話系を参照して説明する。この図において、符号
1,3は送話用マイクロホン、2,4は受話スピーカ、
5,7は送話信号増幅器、6,8は受話信号増幅器、9
は伝送路、10は送話者、11は受話者である。
マイクロホン1、送話信号増幅器5、伝送路9、受話信
号増幅器8及び受話スピーカ4を経て受話者11に伝送
される。このような拡声通話系は、従来の電話通話系の
ように送受話器を手に持つ必要がないため、作業をしな
がらの通話が可能であり、また自然な対面通話が実現で
きるという長所を持ち、通信会議やテレビ電話、拡声電
話機などに広く利用が進められている。
エコーの存在が間題となっている。すなわち、スピーカ
4から受話側に伝わった音声が、マイクロホン3によっ
て受音され、送話信号増幅器7、伝送路9、受話信号増
幅器6及びスピーカ2を経て送話者10側に伝送され
る。送話者10とって、この現象は、自分の発声した音
声がスピーカ2から再生されるというエコー現象であ
り、音響エコーなどと呼ばれている。このエコー現象
は、拡声通話系において通話の障害や不快感などの悪影
響を生じる。
は、マイクロホン1によって受音され、音声信号の閉ル
ープが形成される。そして、この閉ループのループゲイ
ンが1より大きい場合には、ハウリング現象が発生し
て、通話不能状態に至る。
ために、エコー消去装置(エコーキャンセラ)が利用さ
れている。図9は、従来のフルバンド方式のエコーキャ
ンセラの構成例を示すブロック図である。なお、この図
において、上記図8と同一の構成要素については同一符
号を付している。
セラ、22は疑似エコー経路畳み込み演算回路、23は
エコー経路推定回路、24は減算器、25は非線形エコ
ー抑圧処理部である。また、x(k)は受話信号、h
(k)は受話スピーカ4と送話用マイクロホン3の問の
エコー経路伝達特性(インパルス応答)、y(k)はエ
コー信号、ye(k)は疑似エコー信号,he(k)はエ
コー経路インパルス応答の推定値、b(k)は誤差信
号、s(k)は近端話者の送話信号、z(k)はマイク
ロホン出力信号を表している。
定回路23においてエコー経路のインパルス応答を推定
し、その推定値he(k)を疑似エコー経路畳み込み演
算回路22に転送する。そして、疑似エコー経路畳み込
み演算回路22において、上記推定値he(k)と受話
信号z(k)との畳み込み演算を実行して、疑似エコー
信号ye(k)を合成し、減算器24においてマイクロ
ホン3の出力信号から疑似エコー信号ye(k)を減算
する。この場合、エコー経路インパルス応答の推定が良
好に行なわれていれば、エコー信号y(k)と疑似エコ
ー信号ye(k)とはほぼ等しいものとなり、上記減算
の結果、マイクロホン3の出力に含まれるエコー信号y
(k)は除去される。
22は、エコー経路インパルス応答h(k)の経時変動
に追従する必要がある。そのため、エコー経路推定回路
23では、適応アルゴリズムを用いてエコー経路インパ
ルス応答h(k)の推定を行なう。この推定動作は、受
話状態、すなわちs(k)≒0であり、z(k)≒y
(k)とみなせる時に実行される。
おけるインパルス応答の推定値he(k)を求めるアル
ゴリズムであって、LMS法、学習同定法あるいはES
法などが知られている。ここで、疑似エコー経路の値が
真のエコー経路の値に近く、疑似エコー信号ye(k)
がエコー信号y(k)にほぼ等しくなった状態を「収束
した」と呼ぶ。また、疑似エコー経路畳み込み演算回路
22とエコー経路推定回路23を合わせて、ここでは適
応フィルタと呼ぶことにする。
エコーキャンセラ(すなわち適応フィルタ)は、受話状
態すなわち近端話者送話信号が存在しないときにのみ、
エコー経路インパルス応答の推定を行なう。遠端話者と
近端話者が同時に会話するダブルトークの際、つまりエ
コー信号と送話信号が一緒にマイクロホン3に入力され
ている状態では、推定動作を行なうことができない。こ
のため、ダブルトーク中に人が動くなどのエコー経路の
変動があると、真のエコー信号を推定できないためエコ
ーを十分に消去することができず、結果として通話品質
に劣化させてしまうという問題点がある。
ルス応答の振幅及び位相の両方を推定するため、収束し
た場合にはエコーの十分な抑圧が可能となる反面、より
多くの情報を推定しなければならないために、先に述べ
たようなエコー経路が変動した場合に、瞬間的に消し切
れないエコー(残留エコー)が増大し、耳障りの原因と
なる。この残留エコーを抑圧するために、一般にエコー
キャンセラは先の適応フィルクに加えて、エコーサプレ
ッサやセンタクリッパのような非線形エコー抑圧処理部
25を併せ持つ。
理は、エコー経路の変動などには影響を受けないため、
ロバストにエコーを抑圧できるという利点がある。しか
し、エコーと同時に送話音声が存在する場合には、それ
らを区別なく抑圧してしまうため、送話音声に歪みや音
の途切れを引き起こすといった問題点がある。
れたもので、以下の点を目的とするものである。 (1)ダブルトーク中のエコー経路の変動に対して、送
話音声を歪ませたりあるいは音切れさせることなく、聴
感上十分にエコーを抑圧して良好な通話品質を確保す
る。 (2)送話音声を歪ませたりあるいは音切れさせること
なく、適応フィルタのみでは完全に消去できない残留エ
コーを聴感上十分に抑圧して良好な通話品質を確保す
る。
に、本発明では、エコー抑圧方法に係わる第1の手段と
して、受話信号x(k)が時間変動するエコー経路伝達
関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信号b
(k)として送話信号s(k)に重畳された送信信号y
(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエコー
信号b(k)を抑圧する方法において、受話信号x
(k)及び送信信号y(k)を短時間スペクトルにそれ
ぞれ変換し、送話信号s(k)が含まれない状態におけ
る送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受話信
号x(k)の短時間スペクトルを用いてエコー経路伝達
関数h(k)の振幅周波数関数を算出し、該振幅周波数
関数並びに送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前
記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用いて、以降
の時刻におけるエコー信号b(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値を推定し、該エコー信号b(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値及び送信信号y(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値に基づく演算式を用いてエコー
抑圧ゲインG(ω)を算出し、該エコー抑圧ゲインG
(ω)を送信信号y(k)の短時間スペクトルに乗算す
ることによりエコー信号b(k)を抑圧するという手段
を採用する。
て、受話信号x(k)が時間変動するエコー経路伝達関
数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信号b(k)
として送話信号s(k)に重畳された送信信号y(k)
に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエコー信号b
(k)を抑圧する方法において、受話信号x(k)及び
送信信号y(k)を短時間スペクトルにそれぞれ変換
し、ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変
動を検出し、エコー低減信号e(k)と受話信号x
(k)とに基づいてエコー経路伝達関数h(k)の推定
値である疑似エコー経路伝達関数he(k)を算出し、
該疑似エコー経路伝達関数he(k)を用いて送信信号
y(k)に含まれるエコー信号b(k)を抑圧して送話
信号s(k)に残留エコー信号bd(k)が含まれた前
記エコー低減信号e(k)を生成し、ダブルトーク中の
エコー経路伝達関数h(k)の変動が検出された場合
に、該変動検出前の疑似エコー経路伝達関数he(k)
から疑似振幅周波数関数|He(ω)|2を算出し、ダブ
ルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が検出
されない場合に、送話信号s(k)が含まれない状態に
おける送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受
話信号x(k)の短時間スペクトルを用いて残留振幅周
波数関数|Hd(ω)|2を算出し、択一的に算出された
前記疑似振幅周波数関数|He(ω)|2あるいは残留振
幅周波数関数|Hd(ω)|2に基づいてエコー信号b
(k)あるいは残留エコー信号bd(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値を推定し、該エコー信号b(k)あ
るいは残留エコー信号bd(k)の短時間スペクトルの
振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間スペクトルの
振幅特性値及び送信信号y(k)の短時間スペクトルの
振幅特性値に基づく演算式を用いてエコー抑圧ゲインG
(ω)を算出し、ダブルトーク中のエコー経路伝達関数
h(k)の変動が検出されない場合には、前記エコー抑
圧ゲインG(ω)をエコー低減信号e(k)の短時間ス
ペクトルに乗算することにより残留エコー信号bd
(k)を抑圧し、ダブルトーク中のエコー経路伝達関数
h(k)の変動が検出された場合には、エコー抑圧ゲイ
ンG(ω)を送信信号y(k)の短時間スペクトルに乗
算することによりエコー信号b(k)を抑圧するという
手段を採用する。
て、上記第2の手段において、送信信号y(k)とエコ
ー低減信号e(k)とからエコー信号b(k)の低減量
を求め、受話信号x(k)が存在し、かつ前記低減量が
単調増大している場合に送話信号s(k)が含まれてい
ない状態であると判断するという手段を採用する。
て、上記第1〜第3いずれかの手段において、エコー信
号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値と1単位時
間前の該エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅
特性値のうち、何れか大きい方を当該エコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値の推定値とする
という手段を採用する。
て、上記第1〜第4いずれかの手段において、エコー信
号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に聴感補正
を施した値をエコー信号b(k)の短時間スペクトルの
振幅特性値の推定値とするという手段を採用する。
て、上記第5の手段において、受話音声によるエコー信
号のマスキングレベルと人間の可聴レベルと伝送遅延量
に基づいて聴感補正ゲインを設定し、該聴感補正ゲイン
をエコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
に乗算して聴感補正するという手段を採用する。
て、上記第1〜第6いずれかの手段において、エコー信
号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値と1単位時
間前の送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性
値と送信信号y(k)の短時間スペクトル並びにスムー
ジングファクタβと信号の正の成分だけを取り出す半波
整流関数Pからなる下式(1)に基づいて送話信号s
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値の推定値を算出
するという手段を採用する。
て、上記第7の手段において、スージングファクタβを
0.9〜0.999の範囲内の値とするという手段を採
用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2とからなる演算式(2)の値GPE(ω)を、
前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用するという手段を
採用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2とからなる演算式(3)の値GW(ω)を、前
記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用するという手段を採
用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2とからなる演算式(4)の値GML(ω)を、
前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用するという手段を
採用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2と送信信号パワー|Yt(ω)|2からなる式
(5)に基づいて中間変数υ(ω)を算出し、該中間変
数υ(ω)とエコー信号パワー|Ete(ω)|2と送信
信号パワー|Yt(ω)|2並びに中間変数υ(ω)に対
する0次及び1次の修正ベッセル関数I0,I1からなる
演算式(6)の値GEM(ω)を、前記エコー抑圧ゲイン
G(ω)に適用するという手段を採用する。
る第1の手段として、受話信号x(k)が時間変動する
エコー経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エ
コー信号b(k)として送話信号s(k)に重畳された
送信信号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳さ
れたエコー信号b(k)を抑圧するエコー抑圧装置にお
いて、受話信号x(k)を短時間スペクトルに変換する
受話信号変換手段と、送信信号y(k)を短時間スペク
トルに変換する送信信号変換手段と、受話信号x(k)
と送信信号y(k)とに基づいて送話信号s(k)が含
まれていない状態を検出する片側発話状態検出部と、送
話信号s(k)が含まれない状態における送信信号y
(k)の短時間スペクトル及び前記受話信号x(k)の
短時間スペクトルを用いてエコー経路伝達関数h(k)
の振幅周波数関数を算出するエコー経路伝達関数算出手
段と、該振幅周波数関数並びに送信信号y(k)の短時
間スペクトル及び前記受話信号x(k)の短時間スペク
トルを用いて、以降の時刻におけるエコー信号b(k)
の短時間スペクトルの振幅特性値を推定するエコー信号
振幅周波数特性推定手段と、該振幅周波数関数並びに送
信信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受話信号x
(k)の短時間スペクトルを用いて、以降の時刻におけ
る送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値を
推定する送話信号振幅周波数特性推定手段と、該エコー
信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値及び送話
信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値及び送信
信号y(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に基づく
演算式を用いてエコー抑圧ゲインG(ω)を算出するエ
コー抑圧ゲイン決定部と、該エコー抑圧ゲインG(ω)
を送信信号y(k)の短時間スペクトルに乗算するエコ
ー抑圧処理部と、該エコー抑圧処理部の出力を逆変換し
て伝送路に出力する送話信号逆変換手段とを具備する手
段を採用する。
て、受話信号x(k)が時間変動するエコー経路伝達関
数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信号b(k)
として送話信号s(k)に重畳された送信信号y(k)
に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエコー信号b
(k)を抑圧するエコー抑圧装置であって、受話信号x
(k)を短時間スペクトルに変換する受話信号変換手段
と、送信信号y(k)を短時間スペクトルに変換する送
信信号変換手段と、受話信号x(k)と送信信号y
(k)とに基づいて送話信号s(k)が含まれていない
状態を検出する片側発話状態検出部と、ダブルトーク中
のエコー経路伝達関数h(k)の変動を検出するエコー
経路変動検出部と、適応フィルタを用いてエコー経路伝
達関数h(k)の推定値である疑似エコー経路伝達関数
he(k)を生成し、該疑似エコー経路伝達関数he
(k)を用いて送信信号y(k)に含まれるエコー信号
b(k)を抑圧して送話信号s(k)に残留エコー信号
bd(k)が含まれたエコー低減信号e(k)を出力す
ると共に、前記エコー経路変動検出部によってダブルト
ーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が検出され
たときに、該変動検出前の疑似エコー経路伝達関数he
(k)を出力すると共に送信信号y(k)をそのまま出
力するエコーキャンセラと、 前記エコー経路変動検出
部によってダブルトーク中のエコー経路伝達関数h
(k)の変動が検出されない場合に、送話信号s(k)
が含まれない場合の前記エコー低減信号e(k)の短時
間スペクトルと受話信号x(k)の短時間スペクトルと
に基づいて残留振幅周波数関数|Hd(ω)|2を算出す
るエコー経路伝達関数算出手段と、前記エコー経路変動
検出部によってダブルトーク中のエコー経路伝達関数h
(k)の変動が検出された場合に、エコーキャンセラか
ら出力された疑似エコー経路伝達関数he(k)から疑
似振幅周波数関数|He(ω)|2を算出する第2のエコ
ー経路伝達関数算出手段と、エコー経路伝達関数算出手
段あるいは第2のエコー経路伝達関数算出手段から択一
的に入力される前記疑似振幅周波数関数|He(ω)|2
あるいは残留振幅周波数関数|Hd(ω)|2に基づいて
エコー信号b(k)あるいは残留エコー信号bd(k)
の短時間スペクトルの振幅周波数特性を推定するエコー
信号振幅周波数特性推定手段と、該振幅周波数特性並び
にエコー低減信号e(k)あるいは送信信号y(k)の
短時間スペクトル及び前記受話信号x(k)の短時間ス
ペクトルを用いて、以降の時刻における残留エコー信号
bd(k)あるいはエコー信号b(k)の短時間スペク
トルの振幅周波数特性を推定するエコー信号振幅周波数
特性推定手段と、該振幅周波数特性並びにエコー低減信
号e(k)あるいは送信信号y(k)の短時間スペクト
ル及び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用い
て、以降の時刻における送話信号s(k)の短時間スペ
クトルの振幅周波数特性を推定する送話信号振幅周波数
特性推定手段と、前記残留エコー信号bd(k)あるい
はエコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅周波数
特性及び送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅周
波数特性及びエコー低減信号e(k)あるいは送信信号
y(k)の短時間スペクトルの振幅周波数特性に基づく
演算式を用いてエコー抑圧ゲインG(ω)を算出するエ
コー抑圧ゲイン決定部と、該エコー抑圧ゲインG(ω)
をエコー低減信号e(k)あるいは送信信号y(k)の
短時間スペクトルに乗算するエコー抑圧処理部と、該エ
コー抑圧処理部の出力を逆変換して伝送路に出力する送
話信号逆変換手段とを具備する手段を採用する。
て、上記第2の手段において、送信信号y(k)とエコ
ー低減信号e(k)とからエコー信号b(k)の低減量
を求め、受話信号x(k)が存在し、かつ前記低減量が
単調増大している場合に送話信号s(k)が含まれてい
ない状態であると判断するように片側発話状態検出部を
構成するという手段を採用する。
て、上記第1〜第3いずれかの手段において、振幅周波
数関数並びに送信信号y(k)の短時間スペクトル及び
前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用いて、以
降の時刻におけるエコー信号b(k)の短時間スペクト
ルの振幅特性値を推定するエコー信号パワー計算部と、
この振幅特性値を1単位時間遅延させて出力する第1の
遅延演算子と、エコー信号パワー計算部と第1の遅延演
算子の出力のうち、大きい方を当該エコー信号b(k)
の短時間スペクトルの振幅特性値の推定値とするエコー
信号パワー決定部とからエコー信号振幅周波数特性推定
手段を構成するという手段を採用する。
て、上記第1〜第4いずれかの手段において、エコー信
号振幅周波数特性推定手段に、エコー信号b(k)の短
時間スペクトルの振幅特性値に聴感補正を施すエコー信
号聴感補正手段を備えるという手段を採用する。
て、上記第5の手段において、受話音声によるエコー信
号のマスキングレベルと人間の可聴レベルと伝送遅延量
に基づいて設定された聴感補正ゲインを記憶する聴感補
正ゲイン記憶部と、前記聴感補正ゲインをエコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に乗算する聴感
補正部とからエコー信号聴感補正手段を構成するという
手段を採用する。
て、上記第1〜第6いずれかの手段において、スムージ
ングファクタβを記憶するスムージングファクタ記憶部
と、送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
を1単位時間遅延させる第2の遅延演算子と、該第2の
遅延演算子の出力とエコー信号b(k)の短時間スペク
トルの振幅特性値と送信信号y(k)の短時間スペクト
ルとスムージングファクタβと信号の正の成分だけを取
り出す半波整流関数Pからなる下式(1)に基づいて送
話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値の推定
値を算出する送信信号パワー計算部とから送話信号振幅
周波数特性推定手段を構成するという手段を採用する。
て、上記第7の手段において、スージングファクタβを
0.9〜0.999の範囲内の値とするという手段を採
用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、エコー抑
圧ゲインG(ω)として、送話信号パワー|Ste(ω)
|2とエコー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算
式(2)に基づいて値GPE(ω)を算出するようにエコ
ー抑圧ゲイン決定部を構成する手段を採用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、エコー抑
圧ゲインG(ω)として、送話信号パワー|Ste(ω)
|2とエコー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算
式(3)に基づいて値GW(ω)を算出するようにエコ
ー抑圧ゲイン決定部を構成すれるという手段を採用す
る。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、エコー抑
圧ゲインG(ω)として、送話信号パワー|Ste(ω)
|2とエコー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算
式(4)に基づいて値GML(ω)を算出するようにエコ
ー抑圧ゲイン決定部を構成するという手段を採用する。
て、上記第1〜第8いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2と送信信号パワー|Yt(ω)|2からなる式
(5)に基づいて中間変数υ(ω)を算出し、該中間変
数υ(ω)とエコー信号パワー|Ete(ω)|2と送信
信号パワー|Yt(ω)|2並びに中間変数υ(ω)に対
する0次及び1次の修正ベッセル関数I0,I1からなる
演算式(6)に基づいて値GEM(ω)をエコー抑圧ゲイ
ンG(ω)として算出するようにエコー抑圧ゲイン決定
部を構成するという手段を採用する。
ムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体係
わる第1の手段として、受話信号x(k)が時間変動す
るエコー経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、
エコー信号b(k)として送話信号s(k)に重畳され
た送信信号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳
されたエコー信号b(k)を抑圧するエコー抑圧プログ
ラムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体
において、受話信号x(k)及び送信信号y(k)を短
時間スペクトルにそれぞれ変換する処理と、送話信号s
(k)が含まれない状態における送信信号y(k)の短
時間スペクトル及び前記受話信号x(k)の短時間スペ
クトルを用いてエコー経路伝達関数h(k)の振幅周波
数関数を算出する処理と、該振幅周波数関数並びに送信
信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受話信号x
(k)の短時間スペクトルを用いて、以降の時刻におけ
るエコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
を推定する処理と、該エコー信号b(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値及び送信信号y(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値に基づく演算式を用いてエコー抑圧
ゲインG(ω)を算出する処理と、該エコー抑圧ゲイン
G(ω)を送信信号y(k)の短時間スペクトルに乗算
することによりエコー信号b(k)を抑圧するする処理
とからなるエコー抑圧プログラムを記憶するという手段
を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第2の手段とし
て、上記第1の手段において、エコー信号b(k)の短
時間スペクトルの振幅特性値と1単位時間前の該エコー
信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値のうち、
何れか大きい方を当該エコー信号b(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値の推定値とする処理を含むエコー抑
圧プログラムを記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第3の手段とし
て、上記第1または第2の手段において、エコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に聴感補正を施
した値をエコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅
特性値の推定値とする処理を含むエコー抑圧プログラム
を記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第4の手段とし
て、上記第3の手段において、受話音声によるエコー信
号のマスキングレベルと人間の可聴レベルと伝送遅延量
に基づいて聴感補正ゲインを設定し、該聴感補正ゲイン
をエコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
に乗算して聴感補正する処理を含むエコー抑圧プログラ
ムを記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第5の手段とし
て、上記第1〜第4いずれかの手段において、エコー信
号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値と1単位時
間前の送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性
値と送信信号y(k)の短時間スペクトル並びにスムー
ジングファクタβと信号の正の成分だけを取り出す半波
整流関数Pからなる下式(1)に基づいて送話信号s
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値の推定値を算出
する処理を含むエコー抑圧プログラムを記憶するという
手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第6の手段とし
て、上記第5の手段において、スムージングファクタβ
を0.9〜0.999の範囲内の値とする処理を含むエ
コー抑圧プログラムを記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第7の手段とし
て、上記第1〜第6いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2とからなる演算式(2)の値GPE(ω)を、
前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用する処理を含むエ
コー抑圧プログラムを記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第8の手段とし
て、上記第1〜第6いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2とからなる演算式(3)の値GW(ω)を、前
記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用する処理を含むエコ
ー抑圧プログラムを記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第9の手段とし
て、上記第1〜第6いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2とからなる演算式(4)の値GML(ω)を、
前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用する処理を含むエ
コー抑圧プログラムを記憶するという手段を採用する。
ュータに読取り可能な記憶媒体係わる第10の手段とし
て、上記第1〜第6いずれかの手段において、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2と送信信号パワー|Yt(ω)|2からなる式
(5)に基づいて中間変数υ(ω)を算出し、該中間変
数υ(ω)とエコー信号パワー|Ete(ω)|2と送信
信号パワー|Yt(ω)|2並びに中間変数υ(ω)に対
する0次及び1次の修正ベッセル関数I0,I1からなる
演算式(6)の値GEM(ω)を、前記エコー抑圧ゲイン
G(ω)に適用する処理を含むエコー抑圧プログラムを
記憶するという手段を採用する。
発明に係わるエコー抑圧方法及び装置並びにエコー抑圧
プログラムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記
憶媒体の一実施形態について説明する。なお、以下の説
明では、上記図8及び図9において既に説明した構成要
素については、同一符号を付してその説明を省略する。
して、本発明の第1実施形態について説明する。図1
は、本実施形態の機能構成を示すブロック図である。こ
の図において、符号31は高速フーリエ変換部(受話信
号変換手段)、32は高速フーリエ変換部(送信信号変
換手段)、33は高速逆フーリエ変換部(送話信号逆変
換手段)、34は片側発話状態検出部、35はエコー経
路結合量計算部、36はエコー信号パワー計算部、3
7,43は遅延演算子、38はエコー信号パワー決定
部、39は聴感補正ゲイン記憶部、40は聴感補正部、
41はスムージングファクタ記憶部、42は送話信号パ
ワー計算部、44はエコー抑圧ゲイン決定部、45はエ
コー抑圧処理部、46はエコー経路結合量計算用受話信
号選択部、47はエコー経路結合量計算用送信信号選択
部である。なお、この図では、受話スピーカ4と送話用
マイクロホン3との問のエコー経路のエコー経路伝達特
性(インパルス応答)をh(k)としている。
とエコー経路結合量計算用受話信号選択部46とエコー
経路結合量計算用送信信号選択部47とは、エコー経路
伝達関数算出手段を構成するものである。エコー信号パ
ワー計算部36と遅延演算子37とエコー信号パワー決
定部38と聴感補正ゲイン記憶部39と聴感補正部40
とは、エコー信号振幅周波数特性推定手段を構成するも
のである。聴感補正ゲイン記憶部39と聴感補正部40
とは、エコー信号聴感補正手段を構成するものである。
また、スムージングファクタ記憶部41と送話信号パワ
ー計算部42と遅延演算子43とは、送話信号振幅周波
数特性推定手段を構成するものである。
(k)を高速フーリエ変換し、短時間スペクトルX
t(ω)(t:時間を示す添字)としてエコー信号パワ
ー計算部36及びエコー経路結合量計算用受話信号選択
部46に出力する。
(k)を高速フーリエ変換し、短時間スペクトルY
t(ω)として送話信号パワー計算部42、エコー抑圧
ゲイン決定部44及びエコー抑圧処理部45及びエコー
経路結合量計算用送信信号選択部47に出力する。な
お、上記送信信号y(k)は、送話信号s(k)にエコ
ー信号b(k)が重畳されたもの、すなわちy(k)=
s(k)+b(k)として与えられるものである。
(k)及び送信信号y(k)を用いて、送信信号y
(k)に送話信号s(k)が含まれない状態、つまり送
信信号y(k)がエコー信号b(k)のみから構成され
る状態(時刻T)を検出し、その検出結果をエコー経路
結合量計算用受話信号選択部46及びエコー経路結合量
計算用送信信号選択部47に出力する。
6(以後、単に受話信号選択部46という)は、片側発
話状態検出部34の検出結果に基づいて高速フーリエ変
換部31から時々刻々と入力される受話信号x(k)の
短時間スペクトルXt(ω)のうち、上記時刻Tにおけ
る短時間スペクトルXt=T(ω)を選択してエコー経
路結合量計算部35に出力する。
7(以後、単に送信信号選択部47という)は、片側発
話状態検出部34の検出結果に基づいて高速フーリエ変
換部32から時々刻々と入力される送信信号y(k)の
短時間スペクトルYt(ω)のうち、上記時刻Tにおけ
る短時間スペクトルYt=T(ω)を選択してエコー経
路結合量計算部35に出力する。
おける受話信号x(k)の短時間スペクトルX
t=T(ω)と同じく時刻Tにおける送信信号y(k)の
短時間スペクトルYt=T(ω)とに基づいて、短時間ス
ペクトルXt=T(ω),Yt=T(ω)の各振幅特性値を受
話信号パワー|Xt(ω)|2及び送信信号パワー|Y
t=T(ω)|2(=|Et=T(ω)|2)として算出し、該
受話信号パワー|Xt(ω)|2と送信信号パワー|Y
t=T(ω)|2とからエコー経路伝達特性h(k)の振幅
周波数関数を振幅特性値の2乗値つまりエコー経路結合
量|He(ω)|2として計算し、エコー信号パワー計算
部36に出力する。
受話信号パワー|Xt(ω)|2に上記エコー経路結合量
|He(ω)|2を乗じて、エコー信号b(k)の短時間
スペクトルEt(ω)の振幅特性値を予測エコー信号パ
ワー|Ete(ω)|2として算出し、遅延演算子37及
びエコー信号パワー決定部38に出力する。
|Ete(ω)|2を単位時間遅延させるものであり、予
測エコー信号パワー|Ete(ω)|2の入力に対して1
単位時間前(t−1)の予測エコー信号パワー|Et-1e
(ω)|2をエコー信号パワー決定部38に出力する。
エコー信号パワー|Ete(ω)|2と1単位時間前の予
測エコー信号パワー|Et-1e(ω)|2とを比較し、よ
り大きい方の値を予測エコー信号パワー|E’te(ω)
|2に決定し、聴感補正部40に出力する。
補正ゲインF(ω)を記憶するものである。この聴感補
正ゲインF(ω)は、エコーの物理的(客観的)な周波
数特性を人間の主観的な(聴感上聞こえる)周波数特性
に補正するゲインである。上記予測エコー信号パワー|
E’te(ω)|2は客観量であり、実際に送信されて相
手側で拡声され、人によって検知されるエコーの主観量
とは異なる。
ら送られる声にマスキングされるといった人間の聴覚特
性上の影響を受けるためである。この聴覚特性は通話状
態に応じて変化するため、聴感補正ゲインF(ω)を一
義的に決定することはできないが、その代表値を決定す
ることは可能である。例えば、特願平9−59549号
の所要エコー抑圧量の周波数特性の実験値から聴感補正
ゲインF(ω)を計算することができる。
ワー|E’te(ω)|2に聴感補正ゲインF(ω)を乗
算し、得られた値F(ω)|E’te(ω)|2を送話信
号パワー計算部42及びエコー抑圧ゲイン決定部44に
出力する。
ージングファクタβを記憶するものである。例えば、こ
のスムージングファクタ記憶部41には、スムージング
ファクタβとして、0.9〜0.999の範囲内の値、
好ましくは「0.99」が記憶される。このスムージン
グファクタβは、以下に説明する式(1)に示すよう
に、予測送話信号パワー|Ste(ω)|2を算出する際
に1単位時間前の予測送話信号パワー|St-1e(ω)|
2の影響度を設定する値である。スムージングファクタ
βが大きい程、過去の推定値すなわち予測送話信号パワ
ー|St-1e(ω)|2が支配的となり、予測送話信号パ
ワー|Ste(ω)|2は時間的により平均化されること
になる。
ジングファクタβと上記聴感補正部40から入力された
値F(ω)|E’te(ω)|2と遅延演算子43から入
力された予測送話信号パワー|St-1e(ω)|2とを用
いて、送話信号s(k)の短時間スペクトルSt(ω)
の振幅特性値を予測送話信号パワー|Ste(ω)|2と
して算出し、該予測送話信号パワー|Ste(ω)|2を
遅延演算子43及びエコー抑圧ゲイン決定部44に出力
する。
Ste(ω)|2を単位時間遅延させるものであり、予測
送話信号パワー|Ste(ω)|2が入力されると、1単
位時間前(t−1)の予測送話信号パワー|St-1e
(ω)|2を出力する。
信号パワー|Ste(ω)|2と上記聴感補正部40から
入力された値F(ω)|E’te(ω)|2と高速フーリ
エ変換部32から入力された短時間スペクトルY
t(ω)とに基づいてエコー抑圧ゲインG(ω)を算出
し、エコー抑圧処理部45に出力する。
ルYt(ω)にエコー抑圧ゲインG(ω)を乗算し、エ
コーを抑圧した処理信号Ste(ω)を高速逆フーリエ変
換部33に出力する。
信号Yte(ω)を逆フーリエ変換することにより、エコ
ー信号b(k)が抑圧され送話信号s(k)が強調され
た時間信号se(k)を伝送路9に出力する。
圧装置をエコー抑圧プログラムをコンピュータ装置に組
み込むことによって実現する。この場合、コンピュータ
装置は、受話信号x(k)と送信信号y(k)とを入力
信号とし、該受話信号x(k)及び送信信号y(k)に
エコー抑圧プログラムに基づいて上記図1に示す流れで
処理することにより、エコー信号b(k)が抑圧された
時間信号se(k)を生成する。
詳しく説明する。まず、片側発話状態検出部34は、受
話信号x(k)と送信信号y(k)とを常時監視し、受
話信号だけの状態つまり送話信号s(k)が送信されて
いない状態を検出すると、該検出の時刻Tを受話信号選
択部46に出力する。この結果、受話信号選択部46
は、受話信号x(k)の短時間スペクトルXt(ω)の
うち、当該時刻Tにおける短時間スペクトルX
t=T(ω)を選択しエコー経路結合量計算部35に出力
する。
にして選択的に入力された時刻Tの受話信号x(k)の
短時間スペクトルXt=T(ω)について受話信号パワー
|Xt(ω)|2を算出すると共に、送信信号y(k)の
送信信号パワー|Yt=T(ω)|2、すなわちエコー信号
パワー|Et=T(ω)|2を算出し、該エコー信号パワー
|Et=T(ω)|2と受話信号パワー|Xt=T(ω)|2と
に基づいてエコー経路結合量|He(ω)|2を算出す
る。
がエコー経路伝達特性(インパルス応答)h(k)とし
て与えられるエコー経路(受話スピーカ4と送話用マイ
クロホン3の問の伝達特)を伝達した信号、つまりb
(k)=h(k)・x(k)として与えられる。したが
って、エコー経路伝達特性h(k)のパワーであるエコ
ー経路結合量|He(ω)|2は、エコー信号パワー|E
t=T(ω)|2を受話信号パワー|Xt=T(ω)|2によっ
て除算することによって算出される。
存在しない状態における(すなわち時刻Tにおける)受
話信号パワー|Xt=T(ω)|2とエコー信号パワー|E
t=T(ω)|2とから算出されたエコー経路結合量|He
(ω)|2に基づいて各種演算が行われる。
在時刻tにおける受話信号x(k)の短時間スペクトル
Xt(ω)から受話信号パワー|Xt(ω)|2を算出
し、該受話信号パワー|Xt(ω)|2にエコー経路結
合量|He(ω)|2を乗じることによりエコー信号パ
ワー|Ete(ω)|2を算出する。この予測エコー信
号パワー|Ete(ω)|2は、時々刻々と変化するエ
コー経路伝達特性h(k)に対して、送話信号s(k)
が存在しない上記時刻Tについて求めたエコー経路結合
量|He(ω)|2を用いて現在時刻tにおけるエコー
信号のパワーを推定するものである。
にして推定されたエコー信号パワー|Ete(ω)|2と
該エコー信号パワー|Ete(ω)|2に対して1単位時
間前のエコー信号パワー|Et-1e(ω)|2とを比較
し、より大きい方の値を予測エコー信号パワー|E’te
(ω)|2に決定する。
|2は、聴感補正部40において聴聴感補正ゲインF
(ω)が乗算され聴感補正値F(ω)|E’te(ω)|
2に変換される。そして、送話信号パワー計算部42で
は、上記聴感補正値F(ω)|E’te(ω)|2とスム
ージングファクタβと1単位時間前の予測送話信号パワ
ー|St-1e(ω)|2とを用いて、予測送話信号パワー
|Ste(ω)|2を算出する。この場合、送話信号パワ
ー計算部42は、下式(1)に基づいて予測送話信号パ
ワー|Ste(ω)|2を算出する。ここで、Pは、信号
の正の成分だけを取り出す半波整流関数である。
(ω)|2が算出されると、エコー抑圧ゲイン決定部4
4は、該予測送話信号パワー|Ste(ω)|2と上記聴
感補正値F(ω)|E’te(ω)|2及び送信信号y
(k)の短時間スペクトルYt(ω)に基づいてエコー
抑圧ゲインG(ω)を算出する。例えば、エコー抑圧ゲ
イン決定部44は、エコー抑圧ゲインG(ω)を下式
(2)に基づいてGPE(ω)を算出し、このGPE(ω)
をエコー抑圧ゲインG(ω)とする。
は、式(3)に基づいて得られたGW(ω)を適用する
ことが可能であると共に、式(4)に基づいて得られた
GML(ω)をエコー抑圧ゲインG(ω)に適用すること
も考えられる。
は、予測送話信号パワー|Ste(ω)|2と予測エコー
信号パワー|E’te(ω)|2を用いて式(5)によっ
て中間変数υ(ω)を算出し、0次及び1次の修正ベッ
セル関数I0,I1を用いて式(6)によって算出された
GEM(ω)を適用することが考えられる。
しない時刻Tにおけるエコー経路結合量|He(ω)|2
を用いて得られた予測送話信号パワー|Ste(ω)|2
と聴感補正値F(ω)|E’te(ω)|2、及び現在時
刻tにおける送信信号y(k)の短時間スペクトルYt
(ω)に基づいて、エコー抑圧ゲインG(ω)が算出さ
れる。
圧ゲインG(ω)を現在時刻tの送信信号y(k)の短
時間スペクトルYt(ω)に乗算することにより、当該
短時間スペクトルYt(ω)に含まれるエコー信号成分
が抑圧されると共に送話信号成分が強調された処理信号
Ste(ω)を生成する。そして、この処理信号Ste
(ω)は、高速逆フーリエ変換部33によって時間信号
se(k)に変換されて伝送路9に送出される。
ゲインG(ω)を決定するエコー経路結合量|He
(ω)|2を、送話信号s(k)が存在しない時刻Tに
おける送信信号y(k)つまりエコー信号b(k)に基
づいて算出する。すなわち、従来の適応フィルクは、エ
コー経路のインパルス応答の振幅と位相の両方を推定す
るのに対して、本実施形態では、エコー経路結合量|H
e(ω)|2つまり振幅の二乗値のみを用いる。このた
め、エコー経路の変動つまりエコー経路伝達特性h
(k)の変動に対して、適応フィルタによる処理に比ベ
て位相値の変動を無視する分、ロバストにエコーを抑圧
することができる。
れたGEM(ω)をエコー抑圧ゲインG(ω)に適用する
ことにより、送信信号y(k)に対するエコー信号b
(k)の割合に基づいてエコー抑圧ゲインG(ω)が設
定されることになる。これによって、送信信号y(k)
に含まれたエコー信号b(k)のみを抑圧することが可
能である。したがって、従来の非線形エコー抑圧処理で
問題となっている送話音声の歪みや音の途切れを最小限
に抑えてエコーのみの抑圧を行うことが可能である。
コー経路結合量|He(ω)|2と受話信号パワー|X
t(ω)|2から決定しているが、これだけではエコー
の残響成分の影響を加味していない。そこで、1単位時
間前(t−1)に推定されたエコー信号パワー|E
t−1e(ω)|2と現在時刻tに推定されたエコー信
号パワー|Ete(ω)|2とを比較し、これらのうち
より大きい値をエコー信号パワーに決定している。した
がって、1単位時間前(t−1)に発生したエコーの残
響成分をも考慮に入れてエコー信号パワーを決定できる
ため、エコーをより十分に抑圧することが可能である。
エコーは、その発話者の発する音声にマスキングされる
ため、その周波数特性は聴感上平坦にはならない。そこ
で、上記エコーに対して特願平9−59549号で提案
されている所要エコー抑圧量に基づく聴感補正ゲインを
周波数軸上でエコー信号パワーに乗じることにより、聴
感上の重みを付けている。このため、聴感上聞こえ易い
周波数帯域のエコー成分はより大きく抑圧することが可
能となる。反対に聴感上あまり気にならないエコー成分
を含む周波数帯域を不必要に抑圧しないことにより、送
話音声の歪みを最小限に抑えることが可能である。
ーク中のエコー経路の変動に対しても送話音声を歪ませ
たり、音切れさせることなく、聴感上十分にエコーを抑
圧することが可能である。
の主観評価実験システムの構成を示すものである。この
主観評価実験では、通話環境条件は拡声通話系における
ダブルトークを模擬した設定とし、評定者12は、その
ときの相手側音声の品質について評価する。具体的に
は、評価側51では話者10が女声の短文を拡声し、ス
ピーカ2からはそれとは異なる相手側52の話者11が
発した男声の短文を拡声した。
クロホン3に回り込んだ評価側女声のエコーが重畳され
ており、エコー抑圧処理30は。このエコーを抑圧す
る。なお、音声の周波数帯域は100Hz〜7kHzと
し、受話音量などはITU勧告P.34に従った。ま
た、相手側室内52の残響時間は、約150msであ
る。
て、従来及び本実施形態によって処理を行なた評価音声
に対する実験結果のオピニオン平均値(MOS)を示す
ものである。ここで、本実施形態の処理を行う際のFF
T点数は512、通信条件としての伝送遅延は0ms
(処理遅延のみ)、音響結合量は−3dBに設定した。
この図から明らかなように、本実施形態は、従来方式に
比ベてエコー抑圧の処理品質が主観評価の上においても
改善されていることが分かる。
ムに基づくソフトウエア的な手段によってエコー抑圧装
置を構成したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、図1に示す機能構成を回路素子によってハ
ードウエア的に構成することも可能である。
(k)及び送信信号y(k)を短時間スペクトルに変換
する手段として高速フーリエ変換(FFT)を採用して
いる。しかし、本発明はこれに限定されるものではな
く、離散コサイン変換、ウェーブレット変換あるいは周
波数分割回路を用いて各週端数帯域に分割することによ
り、受話信号x(k)及び送信信号y(k)を短時間ス
ペクトルに変換することが考えられる。
して、本発明の第2実施形態について説明する。この第
2実施形態は、上記第1実施形態に図9に示したエコー
キャンセラ21とほぼ同等のエコーキャンセラを組み合
わせることにより、残留エコーをさらに抑圧するもので
ある。なお、以下の説明では、図1及び図9に示した構
成要素と同等の構成要素については説明を省略する。
置の機能構成を示すブロック図である。この図におい
て、符号60はエコーキャンセラ、61はエコー抑圧
部、62はエコー経路変動検出部、63はエコー経路結
合量計算部(第2のエコー経路伝達関数算出手段)、6
4は片側発話状態検出部である。
に、図9に示した従来のエコーキャンセラ21とほぼ同
等の構成を備えるものであるが、エコー経路推定回路2
3’の構成が従来のエコー経路推定回路23とは異なっ
ている。すなわち、本実施形態のエコー経路推定回路2
3’は、一種の適応フィルタであり、エコー経路変動検
出部62から出力される制御信号に基づいて疑似エコー
経路he(k)を推定すると共に、該疑似エコー経路he
(k)を疑似エコー経路畳み込み演算回路22に出力す
るのみではなく、エコー経路結合量計算部63にも出力
するように構成されている。
ー信号b(k)と送話信号s(k)との和として与えら
れる送信信号y(k)(=b(k)+s(k))から疑
似エコー信号be(k)を減算することにより、エコー
信号b(k)を減衰させたエコー低減信号e(k)(=
y(k)−be(k)=bd(k)+s(k))を上記エ
コー抑圧部61とエコー経路変動検出部62と片側発話
状態検出部64とに出力する。ここで、信号bd(k)
は、エコー信号b(k)から疑似エコー信号be(k)
を差し引いて得られる残留エコー信号である。
る高速フーリエ変換部31,32、高速逆フーリエ変換
部33、エコー信号パワー計算部36、遅延演算子3
7,43、エコー信号パワー決定部38、聴感補正ゲイ
ン記憶部39、聴感補正部40、スムージングファクタ
記憶部41、送話信号パワー計算部42、エコー抑圧ゲ
イン決定部44、エコー抑圧処理部45、エコー経路結
合量計算用受話信号選択部46、エコー経路結合量計算
用送信信号選択部47をまとめたものであると共に、上
記エコー経路結合量計算部35とは異なる新たなエコー
経路結合量計算部35’を具備するものである。
5’は、図6に示すように、エコー経路変動検出部62
から入力される制御信号に基づいて、ダブルトーク状態
でエコー経路h(k)が変動する状態以外(つまり受話
状態、送話状態あるいはダブルトーク状態でエコー経路
が変動しない状態)における残留エコー経路結合量|H
d(ω)|2(残留振幅周波数関数)を受話信号x(k)
の短時間スペクトルXt= T(ω)とエコーキャンセラ6
0の出力信号e(k)の短時間スペクトルEt=T(ω)
(つまり残留エコー信号bd(k)の短時間スペクトル
Bd(ω))とを用いて算出するものである。
上記各短時間スペクトルXt=T(ω),E
t=T(ω)が入力されている期間においては、その振
幅特性|Xt=T(ω)|,|Et=T(ω)|から残
留エコー経路結合量|Hd(ω)|2を順次算出してエ
コー信号パワー計算部36に出力する。また、これ以外
の期間において、エコー経路結合量計算部35’は、エ
コー経路変動検出部62から制御信号が入力されない限
り、最も最近計算した残留エコー経路結合量|Hd
(ω)|2をエコー信号パワー計算部36に出力する。
エコー経路変動検出部62からダブルトーク状態かつエ
コー経路が変動する状態である旨の制御信号が入力され
ると、全ての処理を中止してエコー信号パワー計算部3
6への残留エコー経路結合量|Hd(ω)|2の出力を停
止する。したがって、残留エコー経路結合量|Hd
(ω)|2は、ダブルトーク状態かつエコー経路h
(k)が変動する状態以外、つまり受話状態、送話状態
あるいはダブルトーク状態でエコー経路h(k)が変動
しない場合のみに、エコー信号パワー計算部36に供給
されることになる。
を具備するエコー抑圧部61は、受話信号x(k)及び
エコーキャンセラ60から出力されたエコー低減信号e
(k)に基づいて時間信号se(k)を生成して伝送路
に出力する。すなわち、エコー抑圧部61は、エコー低
減信号e(k)を第1実施形態の送信信号y(k)と見
なし、またエコー低減信号e(k)に重畳されている残
留エコー信号bd(k)を第1実施形態のエコー信号b
(k)と見なし、さらにエコー経路h(k)にエコーキ
ャンセラ60を含めた経路g(k)を第1実施形態のエ
コー経路h(k)と見なして、第1実施形態と同様に残
留エコー信号bd(k)を抑圧した時間信号se(k)を
生成する。
(k)とエコー低減信号e(k)との比であるエコー低
減量を算出する。そして、このエコー低減量に基づいて
受話信号x(k)が存在する状態においてエコー低減量
が時間的に単調増大していると判断した場合は、送信信
号y(k)中に送話信号s(k)が含まれていない状態
(片側発話状態)であると判定し、これ以外の状態の場
合には送話信号s(k)が含まれる状態(ダブルトーク
状態)であると判定して、この判定結果を制御信号とし
て上記エコー抑圧部61内のエコー経路結合量計算用受
話信号選択部46とエコー経路結合量計算用送信信号選
択部47とに出力する。
検出部64を備えているので、上述した第1実施形態に
比較して、より精度良く送信信号y(k)に送話信号s
(k)が含まれていない状態を検出することができる。
(k)、送信信号y(k)及びエコー減衰信号e(k)
に基づいて、受話信号x(k)と送話信号s(k)が同
時に存在するダブルトーク状態状態におけるエコー経路
h(k)の変動を検出し、該検出結果を制御信号として
エコー経路結合量計算部35’とエコーキャンセラ60
内のエコー経路推定回路23’とに出力する。
経路変動検出部62からダブルトーク状態においてエコ
ー経路h(k)が変動した旨の制御信号が入力される
と、自らが推定した疑似エコー経路he(k)の全ての
値を「0」とする。この結果、疑似エコー経路畳み込み
演算回路22は疑似エコー信号bd(k)の生成を停止
するので、減算器24は、送話用マイクロホン3から入
力された送信信号y(k)をそのままエコー抑圧部61
等に出力する。
ー経路変動検出部62からダブルトーク状態においてエ
コー経路h(k)が変動した旨の制御信号が入力される
と、当該検出結果が入力される直前に推定した疑似エコ
ー経路he(k)をエコー経路結合量計算部63に出力
する。
エコー経路he(k)を高速フーリエ変換して得られた
疑似エコー経路周波数特性He(ω)の振幅特性の2乗
値である疑似エコー経路結合量|He(ω)|2(疑似
振幅周波数関数)を上記エコー抑圧部61内のエコー信
号パワー計算部36に出力する。すなわち、エコー経路
結合量計算部63は、ダブルトーク状態においてエコー
経路h(k)が変動した場合、当該変動の直前に推定さ
れた疑似エコー経路he(k)から疑似エコー経路結合
量|He(ω)|2を算出してエコー信号パワー計算部
36に出力する。
は、受話状態、送話状態あるいはダブルトーク状態でエ
コー経路h(k)が変動しないときに残留エコー経路結
合量|Hd(ω)|2が入力され、ダブルトーク状態に
おいてエコー経路h(k)が変動するときには、当該変
動の直前にエコー経路推定回路23’によって推定され
た疑似エコー経路he(k)に基づく疑似エコー経路結
合量|He(ω)|2が択一的に入力される。エコー信
号パワー計算部36は、通話状況に応じて択一的に入力
される残留エコー経路結合量|Hd(ω)|2あるいは
疑似エコー経路結合量|He(ω)|2に基づいて予測
エコー信号パワー|Ete(ω)|2を算出する。
(k)が変動するときには、疑似エコー経路畳み込み演
算回路22の動作は停止されて、エコー抑圧部61には
送話用マイクロホン3からの送信信号y(k)がそのま
ま入力される。すなわち、エコー抑圧部61は、エコー
キャンセラ60をパスした状態で動作することになる。
ーション結果である。このシミュレーションでは、エコ
ー経路推定回路23’(適応フィルタ)にはNLMSア
ルゴリズムを用い、そのタップ数は512とした。ま
た、エコー抑圧部61の各高速フーリエ変換におけるF
FT点数も512とした。
(k)、(b)は送話信号s(k)、(c)はエコー低
減信号e(k)(=bd(k)+s(k))から送話信
号s(k)を減じた信号(すなわち残留エコー信号bd
(k)、(d)はエコー抑圧部61の出力信号se
(k)から送話信号s(k)を減じた信号を示してい
る。また、これらの(a)〜(d)は、各々に時間の経
過とともに、受話状態(Reseive)→送話状態(Send)
→ダブルトーク状態(Double-talk)→エコー経路の変
動(Path Change)→受話状態(Reseive)に移行する場
合を示している。
コー抑圧装置によれば、各通話状態においてエコー信号
を有効に抑圧していることが解る。特に、(c)と
(d)とを比較すると、エコー抑圧部61は、ダブルト
ーク状態においてエコー経路の変動がない状態でエコー
低減信号e(k)に含まれる残留エコー信号bd(k)
を十分に低減させると共に、ダブルトーク状態における
エコー経路の変動に対しても残留エコー信号bd(k)
の増大を抑えていることが解る。
コー抑圧方法及び装置並びにエコー抑圧プログラムが記
憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体によれ
ば、以下のような効果を奏する。 (1)受話信号x(k)が時間変動するエコー経路伝達
関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信号b
(k)として送話信号s(k)に重畳された送信信号y
(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエコー
信号b(k)を抑圧する方法において、受話信号x
(k)及び送信信号y(k)を短時間スペクトルにそれ
ぞれ変換し、送話信号s(k)が含まれない状態におけ
る送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受話信
号x(k)の短時間スペクトルを用いてエコー経路伝達
関数h(k)の振幅周波数関数を算出し、該振幅周波数
関数並びに送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前
記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用いて、以降
の時刻におけるエコー信号b(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値を推定し、該エコー信号b(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値及び送信信号y(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値に基づく演算式を用いてエコー
抑圧ゲインG(ω)を算出し、該エコー抑圧ゲインG
(ω)を送信信号y(k)の短時間スペクトルに乗算す
ることによりエコー信号b(k)を抑圧するので、ダブ
ルトーク中のエコー経路の変動に対して、送話音声を歪
ませたり、音切れさせることなく、聴感上十分にエコー
を抑圧して通話品質を良好に保つことが可能である。 (2)受話信号x(k)が時間変動するエコー経路伝達
関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信号b
(k)として送話信号s(k)に重畳された送信信号y
(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエコー
信号b(k)を抑圧する方法において、受話信号x
(k)及び送信信号y(k)を短時間スペクトルにそれ
ぞれ変換し、ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h
(k)の変動を検出し、エコー低減信号e(k)と受話
信号x(k)とに基づいてエコー経路伝達関数h(k)
の推定値である疑似エコー経路伝達関数he(k)を算
出し、該疑似エコー経路伝達関数he(k)を用いて送
信信号y(k)に含まれるエコー信号b(k)を抑圧し
て送話信号s(k)に残留エコー信号bd(k)が含ま
れた前記エコー低減信号e(k)を生成し、ダブルトー
ク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が検出された
場合に、該変動検出前の疑似エコー経路伝達関数he
(k)から疑似振幅周波数関数|He(ω)|2を算出
し、ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変
動が検出されない場合に、送話信号s(k)が含まれな
い状態における送信信号y(k)の短時間スペクトル及
び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用いて残
留振幅周波数関数|Hd(ω)|2を算出し、択一的に算
出された前記疑似振幅周波数関数|He(ω)|2あるい
は残留振幅周波数関数|Hd(ω)|2に基づいてエコー
信号b(k)あるいは残留エコー信号bd(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値を推定し、該エコー信号b
(k)あるいは残留エコー信号bd(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値及び送話信号s(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値及び送信信号y(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値に基づく演算式を用いてエコー抑圧
ゲインG(ω)を算出し、ダブルトーク中のエコー経路
伝達関数h(k)の変動が検出されない場合には、前記
エコー抑圧ゲインG(ω)をエコー低減信号e(k)の
短時間スペクトルに乗算することにより残留エコー信号
bd(k)を抑圧し、ダブルトーク中のエコー経路伝達
関数h(k)の変動が検出された場合には、エコー抑圧
ゲインG(ω)を送信信号y(k)の短時間スペクトル
に乗算することによりエコー信号b(k)を抑圧するの
で、ダブルトーク中のエコー経路の変動に対して、送話
音声を歪ませたり音切れさせることなく、エコー信号を
さらに抑圧することができる。したがって、通話品質を
さらに高品質にすることが可能である。
置の機能構成を示すブロック図である。
システムの構成を示す説明図である。
結果を示す特性図である。
置の機能構成を示すブロック図である。
セラの機能構成を示すブロック図である。
路結合量と疑似エコー経路結合量の生成を示すブロック
図である。
ミュレーションの実験結果である。
構成例を示すブロック図である。
算出手段) 36……エコー信号パワー計算部(エコー信号振幅周波
数特性推定手段) 37……遅延演算子(エコー信号振幅周波数特性推定手
段) 38……エコー信号パワー決定部(エコー信号振幅周波
数特性推定手段) 39……聴感補正ゲイン記憶部(エコー信号振幅周波数
特性推定手段,エコー信号聴感補正手段) 40……聴感補正部(エコー信号振幅周波数特性推定手
段,エコー信号聴感補正手段) 41……スムージングファクタ記憶部(送話信号振幅周
波数特性推定手段) 42……送話信号パワー計算部(送話信号振幅周波数特
性推定手段) 43……遅延演算子(送話信号振幅周波数特性推定手
段) 44……エコー抑圧ゲイン決定部(送話信号振幅周波数
特性推定手段) 45……エコー抑圧処理部 46……エコー経路結合量計算用受話信号選択部(エコ
ー経路伝達関数算出手段) 47……エコー経路結合量計算用送信信号選択部(エコ
ー経路伝達関数算出手段) 23’……エコー経路推定回路(適応フィルタ) 35’……エコー経路結合量計算部(エコー経路伝達関
数算出手段) 60……エコーキャンセラ 61……エコー抑圧部 62……エコー経路変動検出部 63……エコー経路結合量計算部(第2のエコー経路伝
達関数算出手段) 64……片側発話状態検出部 b(k)……エコー信号 bd(k)……残留エコー信号 e(k)……エコー低減信号 |Et=Te(ω)|2……時刻Tにおけるエコー信号パワ
ー |Ete(ω)|2, |E’te(ω)|2……予測エコー
信号パワー F(ω)……聴感補正ゲイン G(ω)……エコー抑圧ゲイン |He(ω)|2……エコー経路結合量,疑似エコー経路
結合量 |Hd(ω)|2……残留エコー経路結合量 s(k)……送話信号 se(k)……時間信号 Ste(ω)……処理信号 |Ste(ω)|2……予測送話信号パワー x(k)……受話信号 Xt(ω)……時刻tにおける受話信号x(k)の短時
間スペクトル |Xt(ω)|2……受話信号パワー y(k)……送信信号 Yt(ω)……時刻tにおける送信信号y(k)の短時
間スペクトル |Yt(ω)|2……送信信号のパワー β……スムージングファクタ
Claims (34)
- 【請求項1】 受話信号x(k)が時間変動するエコー
経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信
号b(k)として送話信号s(k)に重畳された送信信
号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエ
コー信号b(k)を抑圧する方法であって、 受話信号x(k)及び送信信号y(k)を短時間スペク
トルにそれぞれ変換し、 送話信号s(k)が含まれない状態における送信信号y
(k)の短時間スペクトル及び前記受話信号x(k)の
短時間スペクトルを用いてエコー経路伝達関数h(k)
の振幅周波数関数を算出し、 該振幅周波数関数並びに送信信号y(k)の短時間スペ
クトル及び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを
用いて、以降の時刻におけるエコー信号b(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値及び送話信号s(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値を推定し、 該エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送信信号y(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
に基づく演算式を用いてエコー抑圧ゲインG(ω)を算
出し、 該エコー抑圧ゲインG(ω)を送信信号y(k)の短時
間スペクトルに乗算することによりエコー信号b(k)
を抑圧することを特徴とするエコー抑圧方法。 - 【請求項2】 受話信号x(k)が時間変動するエコー
経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー信
号b(k)として送話信号s(k)に重畳された送信信
号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳されたエ
コー信号b(k)を抑圧する方法であって、 受話信号x(k)及び送信信号y(k)を短時間スペク
トルにそれぞれ変換し、 ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動を
検出し、 エコー低減信号e(k)と受話信号x(k)とに基づい
てエコー経路伝達関数h(k)の推定値である疑似エコ
ー経路伝達関数he(k)を算出し、 該疑似エコー経路伝達関数he(k)を用いて送信信号
y(k)に含まれるエコー信号b(k)を抑圧して送話
信号s(k)に残留エコー信号bd(k)が含まれた前
記エコー低減信号e(k)を生成し、 ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が
検出された場合に、該変動検出前の疑似エコー経路伝達
関数he(k)から疑似振幅周波数関数|He(ω)|2
を算出し、 ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が
検出されない場合に、送話信号s(k)が含まれない状
態における送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前
記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用いて残留振
幅周波数関数|Hd(ω)|2を算出し、 択一的に算出された前記疑似振幅周波数関数|He
(ω)|2あるいは残留振幅周波数関数|Hd(ω)|2
に基づいてエコー信号b(k)あるいは残留エコー信号
bd(k)の短時間スペクトルの振幅特性値を推定し、 該エコー信号b(k)あるいは残留エコー信号bd
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値及び送話信号s
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値及び送信信号y
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に基づく演算式
を用いてエコー抑圧ゲインG(ω)を算出し、 ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が
検出されない場合には、前記エコー抑圧ゲインG(ω)
をエコー低減信号e(k)の短時間スペクトルに乗算す
ることにより残留エコー信号bd(k)を抑圧し、ダブ
ルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が検出
された場合には、エコー抑圧ゲインG(ω)を送信信号
y(k)の短時間スペクトルに乗算することによりエコ
ー信号b(k)を抑圧することを特徴とするエコー抑圧
方法。 - 【請求項3】 送信信号y(k)とエコー低減信号e
(k)とからエコー信号b(k)の低減量を求め、受話
信号x(k)が存在し、かつ前記低減量が単調増大して
いる場合に送話信号s(k)が含まれていない状態であ
ると判断することを特徴とする請求項2記載のエコー抑
圧方法。 - 【請求項4】 エコー信号b(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値と1単位時間前の該エコー信号b(k)の
短時間スペクトルの振幅特性値のうち、何れか大きい方
を当該エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特
性値の推定値とすることを特徴とする請求項1〜3いず
れかに記載のエコー抑圧方法。 - 【請求項5】 エコー信号b(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値に聴感補正を施した値をエコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値の推定値とする
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のエコー抑
圧方法。 - 【請求項6】 受話音声によるエコー信号のマスキング
レベルと人間の可聴レベルと伝送遅延量に基づいて聴感
補正ゲインを設定し、該聴感補正ゲインをエコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に乗算して聴感
補正することを特徴とする請求項5記載のエコー抑圧方
法。 - 【請求項7】 エコー信号b(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値と1単位時間前の送話信号s(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値と送信信号y(k)の短時間
スペクトル並びにスムージングファクタβと信号の正の
成分だけを取り出す半波整流関数Pからなる下式(1)
に基づいて送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅
特性値の推定値を算出することを特徴とする請求項1〜
6いずれかに記載のエコー抑圧方法。 【数1】 - 【請求項8】 スムージングファクタβを0.9〜0.
999の範囲内の値とすることを特徴とする請求項7記
載のエコー抑圧方法。 - 【請求項9】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエコ
ー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算式(2)
の値GPE(ω)を、前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適
用することを特徴とする請求項1〜8いずれかに記載の
エコー抑圧方法。 【数2】 - 【請求項10】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエ
コー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算式
(3)の値GW(ω)を、前記エコー抑圧ゲインG
(ω)に適用することを特徴とする請求項1〜8いずれ
かに記載のエコー抑圧方法。 【数3】 - 【請求項11】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエコ
ー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算式(4)
の値GML(ω)を、前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適
用することを特徴とする請求項1〜8いずれかに記載の
エコー抑圧方法。 【数4】 - 【請求項12】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエ
コー信号パワー|Ete(ω)|2と送信信号パワー|Yt
(ω)|2からなる式(5)に基づいて中間変数υ
(ω)を算出し、該中間変数υ(ω)とエコー信号パワ
ー|Ete(ω)|2と送信信号パワー|Yt(ω)|2並
びに中間変数υ(ω)に対する0次及び1次の修正ベッ
セル関数I0,I1からなる演算式(6)の値GEM(ω)
を、前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用することを特
徴とする請求項1〜8いずれかに記載のエコー抑圧方
法。 【数5】 【数6】 - 【請求項13】 受話信号x(k)が時間変動するエコ
ー経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー
信号b(k)として送話信号s(k)に重畳された送信
信号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳された
エコー信号b(k)を抑圧するエコー抑圧装置であっ
て、 受話信号x(k)を短時間スペクトルに変換する受話信
号変換手段と、 送信信号y(k)を短時間スペクトルに変換する送信信
号変換手段と、 受話信号x(k)と送信信号y(k)とに基づいて送話
信号s(k)が含まれていない状態を検出する片側発話
状態検出部と、 送話信号s(k)が含まれない状態における送信信号y
(k)の短時間スペクトル及び前記受話信号x(k)の
短時間スペクトルを用いてエコー経路伝達関数h(k)
の振幅周波数関数を算出するエコー経路伝達関数算出手
段と、 該振幅周波数関数並びに送信信号y(k)の短時間スペ
クトル及び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを
用いて、以降の時刻におけるエコー信号b(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値を推定するエコー信号振幅周
波数特性推定手段と、 該振幅周波数関数並びに送信信号y(k)の短時間スペ
クトル及び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを
用いて、以降の時刻における送話信号s(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値を推定する送話信号振幅周波数
特性推定手段と、 該エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送信信号y(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
に基づく演算式を用いてエコー抑圧ゲインG(ω)を算
出するエコー抑圧ゲイン決定部と、 該エコー抑圧ゲインG(ω)を送信信号y(k)の短時
間スペクトルに乗算するエコー抑圧処理部と、 該エコー抑圧処理部の出力を逆変換して伝送路に出力す
る送話信号逆変換手段と、 を具備することを特徴とするエコー抑圧装置。 - 【請求項14】 受話信号x(k)が時間変動するエコ
ー経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー
信号b(k)として送話信号s(k)に重畳された送信
信号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳された
エコー信号b(k)を抑圧するエコー抑圧装置であっ
て、 受話信号x(k)を短時間スペクトルに変換する受話信
号変換手段と、 送信信号y(k)を短時間スペクトルに変換する送信信
号変換手段と、 受話信号x(k)と送信信号y(k)とに基づいて送話
信号s(k)が含まれていない状態を検出する片側発話
状態検出部と、 ダブルトーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動を
検出するエコー経路変動検出部と、 適応フィルタを用いてエコー経路伝達関数h(k)の推
定値である疑似エコー経路伝達関数he(k)を生成
し、該疑似エコー経路伝達関数he(k)を用いて送信
信号y(k)に含まれるエコー信号b(k)を抑圧して
送話信号s(k)に残留エコー信号bd(k)が含まれ
たエコー低減信号e(k)を出力すると共に、前記エコ
ー経路変動検出部によってダブルトーク中のエコー経路
伝達関数h(k)の変動が検出されたときに、該変動検
出前の疑似エコー経路伝達関数he(k)を出力すると
共に送信信号y(k)をそのまま出力するエコーキャン
セラと、 前記エコー経路変動検出部によってダブルト
ーク中のエコー経路伝達関数h(k)の変動が検出され
ない場合に、送話信号s(k)が含まれない場合の前記
エコー低減信号e(k)の短時間スペクトルと受話信号
x(k)の短時間スペクトルとに基づいて残留振幅周波
数関数|Hd(ω)|2を算出するエコー経路伝達関数算
出手段と、 前記エコー経路変動検出部によってダブルトーク中のエ
コー経路伝達関数h(k)の変動が検出された場合に、
エコーキャンセラから出力された疑似エコー経路伝達関
数he(k)から疑似振幅周波数関数|He(ω)|2を
算出する第2のエコー経路伝達関数算出手段と、 エコー経路伝達関数算出手段あるいは第2のエコー経路
伝達関数算出手段から択一的に入力される前記疑似振幅
周波数関数|He(ω)|2あるいは残留振幅周波数関数
|Hd(ω)|2に基づいてエコー信号b(k)あるいは
残留エコー信号bd(k)の短時間スペクトルの振幅周
波数特性を推定するエコー信号振幅周波数特性推定手段
と、 該振幅周波数特性並びにエコー低減信号e(k)あるい
は送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受話信
号x(k)の短時間スペクトルを用いて、以降の時刻に
おける残留エコー信号bd(k)あるいはエコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅周波数特性を推定する
エコー信号振幅周波数特性推定手段と、 該振幅周波数特性並びにエコー低減信号e(k)あるい
は送信信号y(k)の短時間スペクトル及び前記受話信
号x(k)の短時間スペクトルを用いて、以降の時刻に
おける送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅周波
数特性を推定する送話信号振幅周波数特性推定手段と、 前記残留エコー信号bd(k)あるいはエコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅周波数特性及び送話信
号s(k)の短時間スペクトルの振幅周波数特性及びエ
コー低減信号e(k)あるいは送信信号y(k)の短時
間スペクトルの振幅周波数特性に基づく演算式を用いて
エコー抑圧ゲインG(ω)を算出するエコー抑圧ゲイン
決定部と、 該エコー抑圧ゲインG(ω)をエコー低減信号e(k)
あるいは送信信号y(k)の短時間スペクトルに乗算す
るエコー抑圧処理部と、 該エコー抑圧処理部の出力を逆変換して伝送路に出力す
る送話信号逆変換手段と、 を具備することを特徴とするエコー抑圧装置。 - 【請求項15】 片側発話状態検出部は、送信信号y
(k)とエコー低減信号e(k)とからエコー信号b
(k)の低減量を求め、受話信号x(k)が存在し、か
つ前記低減量が単調増大している場合に送話信号s
(k)が含まれていない状態であると判断することを特
徴とする請求項14記載のエコー抑圧装置。 - 【請求項16】 エコー信号振幅周波数特性推定手段
は、 振幅周波数関数並びに送信信号y(k)の短時間スペク
トル及び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを用
いて、以降の時刻におけるエコー信号b(k)の短時間
スペクトルの振幅特性値を推定するエコー信号パワー計
算部と、 この振幅特性値を1単位時間遅延させて出力する第1の
遅延演算子と、 エコー信号パワー計算部と第1の遅延演算子の出力のう
ち、大きい方を当該エコー信号b(k)の短時間スペク
トルの振幅特性値の推定値とするエコー信号パワー決定
部とからなることを特徴とする請求項13〜15いずれ
かに記載のエコー抑圧装置。 - 【請求項17】 エコー信号振幅周波数特性推定手段
は、エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性
値に聴感補正を施すエコー信号聴感補正手段を備えるこ
とを特徴とする請求項13〜16いずれかに記載のエコ
ー抑圧装置。 - 【請求項18】 エコー信号聴感補正手段は、 受話音声によるエコー信号のマスキングレベルと人間の
可聴レベルと伝送遅延量に基づいて設定された聴感補正
ゲインを記憶する聴感補正ゲイン記憶部と、 前記聴感補正ゲインをエコー信号b(k)の短時間スペ
クトルの振幅特性値に乗算する聴感補正部とからなるこ
とを特徴とする請求項17記載のエコー抑圧装置。 - 【請求項19】 送話信号振幅周波数特性推定手段は、 スムージングファクタβを記憶するスムージングファク
タ記憶部と、 送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値を1
単位時間遅延させる第2の遅延演算子と、 該第2の遅延演算子の出力とエコー信号b(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値と送信信号y(k)の短時間
スペクトルとスムージングファクタβと信号の正の成分
だけを取り出す半波整流関数Pからなる下式(1)に基
づいて送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性
値の推定値を算出する送信信号パワー計算部とからなる
ことを特徴とする請求項13〜18いずれかに記載のエ
コー抑圧装置。 【数7】 - 【請求項20】 スムージングファクタβを0.9〜
0.999の範囲内の値とすることを特徴とする請求項
19記載のエコー抑圧装置。 - 【請求項21】 エコー抑圧ゲイン決定部は、エコー抑
圧ゲインG(ω)として、送話信号パワー|Ste(ω)
|2とエコー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算
式(2)に基づいて値GPE(ω)を算出することを特徴
とする請求項13〜19いずれかに記載のエコー抑圧装
置。 【数8】 - 【請求項22】 エコー抑圧ゲイン決定部は、エコー抑
圧ゲインG(ω)として、送話信号パワー|Ste(ω)
|2とエコー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算
式(3)に基づいて値GW(ω)を算出することを特徴
とする請求項13〜19いずれかに記載のエコー抑圧装
置。 【数9】 - 【請求項23】 エコー抑圧ゲイン決定部は、エコー
抑圧ゲインG(ω)として、送話信号パワー|Ste
(ω)|2とエコー信号パワー|Ete(ω)|2とからな
る演算式(4)に基づいて値GML(ω)を算出すること
を特徴とする請求項13〜19いずれかに記載のエコー
抑圧装置。 【数10】 - 【請求項24】 エコー抑圧ゲイン決定部は、送話信号
パワー|Ste(ω)|2とエコー信号パワー|Ete
(ω)|2と送信信号パワー|Yt(ω)|2からなる式
(5)に基づいて中間変数υ(ω)を算出し、該中間変
数υ(ω)とエコー信号パワー|Ete(ω)|2と送信
信号パワー|Yt(ω)|2並びに中間変数υ(ω)に対
する0次及び1次の修正ベッセル関数I0,I1からなる
演算式(6)に基づいて値GEM(ω)をエコー抑圧ゲイ
ンG(ω)として算出することを特徴とする請求項13
〜19いずれかに記載のエコー抑圧装置。 【数11】 【数12】 - 【請求項25】 受話信号x(k)が時間変動するエコ
ー経路伝達関数h(k)のエコー経路を伝搬し、エコー
信号b(k)として送話信号s(k)に重畳された送信
信号y(k)に対し、該送信信号y(k)に重畳された
エコー信号b(k)を抑圧するエコー抑圧プログラムが
記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体であっ
て、 受話信号x(k)及び送信信号y(k)を短時間スペク
トルにそれぞれ変換する処理と、 送話信号s(k)が含まれない状態における送信信号y
(k)の短時間スペクトル及び前記受話信号x(k)の
短時間スペクトルを用いてエコー経路伝達関数h(k)
の振幅周波数関数を算出する処理と、 該振幅周波数関数並びに送信信号y(k)の短時間スペ
クトル及び前記受話信号x(k)の短時間スペクトルを
用いて、以降の時刻におけるエコー信号b(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値及び送話信号s(k)の短時
間スペクトルの振幅特性値を推定する処理と、 該エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送話信号s(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
及び送信信号y(k)の短時間スペクトルの振幅特性値
に基づく演算式を用いてエコー抑圧ゲインG(ω)を算
出する処理と、 該エコー抑圧ゲインG(ω)を送信信号y(k)の短時
間スペクトルに乗算することによりエコー信号b(k)
を抑圧するする処理と、 からなることを特徴とするエコー抑圧プログラムが記憶
されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体。 - 【請求項26】 エコー信号b(k)の短時間スペクト
ルの振幅特性値と1単位時間前の該エコー信号b(k)
の短時間スペクトルの振幅特性値のうち、何れか大きい
方を当該エコー信号b(k)の短時間スペクトルの振幅
特性値の推定値とする処理を含むことを特徴とする請求
項25記載のエコー抑圧プログラムが記憶されたコンピ
ュータに読取り可能な記憶媒体。 - 【請求項27】 エコー信号b(k)の短時間スペクト
ルの振幅特性値に聴感補正を施した値をエコー信号b
(k)の短時間スペクトルの振幅特性値の推定値とする
処理を含むことを特徴とする請求項25または26記載
のエコー抑圧プログラムが記憶されたコンピュータに読
取り可能な記憶媒体。 - 【請求項28】 受話音声によるエコー信号のマスキン
グレベルと人間の可聴レベルと伝送遅延量に基づいて聴
感補正ゲインを設定し、該聴感補正ゲインをエコー信号
b(k)の短時間スペクトルの振幅特性値に乗算して聴
感補正する処理を含むことを特徴とする請求項27記載
のエコー抑圧プログラムが記憶されたコンピュータに読
取り可能な記憶媒体。 - 【請求項29】 エコー信号b(k)の短時間スペクト
ルの振幅特性値と1単位時間前の送話信号s(k)の短
時間スペクトルの振幅特性値と送信信号y(k)の短時
間スペクトル並びにスムージングファクタβと信号の正
の成分だけを取り出す半波整流関数Pからなる下式
(1)に基づいて送話信号s(k)の短時間スペクトル
の振幅特性値の推定値を算出する処理を含むことを特徴
とする請求項25〜28いずれかに記載のエコー抑圧プ
ログラムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶
媒体。 【数13】 - 【請求項30】 スムージングファクタβを0.9〜
0.999の範囲内の値とする処理を含むことを特徴と
する請求項29記載のエコー抑圧プログラムが記憶され
たコンピュータに読取り可能な記憶媒体。 - 【請求項31】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエ
コー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算式
(2)の値GPE(ω)を、前記エコー抑圧ゲインG
(ω)に適用する処理を含むことを特徴とする請求項2
5〜30いずれかに記載のエコー抑圧プログラムが記憶
されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体。 【数14】 - 【請求項32】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエ
コー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算式
(3)の値GW(ω)を、前記エコー抑圧ゲインG
(ω)に適用する処理を含むことを特徴とする請求項2
5〜30いずれかに記載のエコー抑圧プログラムが記憶
されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体。 【数15】 - 【請求項33】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエ
コー信号パワー|Ete(ω)|2とからなる演算式
(4)の値GML(ω)を、前記エコー抑圧ゲインG
(ω)に適用する処理を含むことを特徴とする請求項2
5〜30いずれかに記載のエコー抑圧プログラムが記憶
されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体。 【数16】 - 【請求項34】 送話信号パワー|Ste(ω)|2とエ
コー信号パワー|Ete(ω)|2と送信信号パワー|Yt
(ω)|2からなる式(5)に基づいて中間変数υ
(ω)を算出し、該中間変数υ(ω)とエコー信号パワ
ー|Ete(ω)|2と送信信号パワー|Yt(ω)|2並
びに中間変数υ(ω)に対する0次及び1次の修正ベッ
セル関数I0,I1からなる演算式(6)の値GEM(ω)
を、前記エコー抑圧ゲインG(ω)に適用する処理を含
むことを特徴とする請求項25〜30いずれかに記載の
エコー抑圧プログラムが記憶されたコンピュータに読取
り可能な記憶媒体。 【数17】 【数18】
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JP25441198A JP3420705B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-09-08 | エコー抑圧方法及び装置並びにエコー抑圧プログラムが記憶されたコンピュータに読取り可能な記憶媒体 |
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