回声抑制装置、回声抑制方法以及回声抑制程序制造方法及图纸

本公开涉及回声抑制装置、回声抑制方法以及回声抑制程序，回声抑制装置(1G)具备：回声消除器(14)，从由麦克风(13)获取到的输入信号中抑制线性回声信号；频谱包络提取部(15)，从向扬声器(12)输出的受话信号提取频谱包络信息；非线性回声推定部(17)，根据从受话信号提取的频谱包络信息，推定输入信号中包含的非线性回声信号的频谱包络信息；和非线性回声抑制部(18)，使用推定出的非线性回声信号的频谱包络信息，从回声消除器(14)的输出信号中抑制非线性回声。线性回声。线性回声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回声抑制装置、回声抑制方法以及回声抑制程序


[0001]本公开涉及对由麦克风获取到的输入信号中包含的线性回声信号以及非线性回声信号进行抑制的技术。

技术介绍

[0002]在免提通话系统以及电视会议系统等中，在进行使用了扬声器以及麦克风的扩声通话的情况下，送话侧的讲话者讲话的声音输入送话侧的麦克风，作为送话信号经由网络线路向受话侧的设备发送。从受话侧的扬声器扩声后的声音由受话侧的麦克风拾音，经由网络线路向发送侧的设备发送。此时，从送话侧的扬声器对经过了通过网络线路的时间和在受话侧的空间中传播的时间后的自身所发出的声音进行再生。如此，从受话侧的扬声器在麦克风之间传播的声音被称为回声，成为妨碍通话的主要原因。因此，提出了回声消除器以及回声抑制器等回声抑制技术。
[0003]例如，专利文献1中示出的回声抑制装置在扬声器中对受话信号进行再生时，在由于受话信号的水平大因而再生音可能产生失真的情况下，按照每个频率求出抑制量比假设不产生失真的情况下所使用的增益大的增益，并将增益乘以基于频域的拾音信号的值。
[0004]此外，例如，专利文献2中示出的回声抑制装置在任意频率值的再生信号的功率大于预先决定的阈值且在该频率值的m(m＝2、3、
……
、M)倍的频率值或m倍的频率值的周围的频率值的情况下，求出使与m倍的频率值以及其周围的频率值对应的增益系数接近0的值作为第2增益系数，在其以外的情况下，求出增益系数作为第2增益系数。
[0005]然而，在上述以往的技术中，难以稳定地抑制由麦克风获取到的输入信号中包含的非线性回声信号，需要进一步的改善。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2017
‑
191992号公报
[0009]专利文献2：日本特开2010
‑
103875号公报

技术实现思路

[0010]本公开是为了解决上述的问题而完成的，因而其目的在于，提供能够稳定地抑制由麦克风获取到的输入信号中包含的非线性回声信号的技术。
[0011]本公开涉及的回声抑制装置具备：第1线性回声抑制部，通过对由麦克风获取到的输入信号中包含的线性回声信号的振幅分量以及相位分量进行推定，从所述输入信号中抑制线性回声信号；频谱包络提取部，从向扬声器输出的受话信号、所述输入信号以及所述第1线性回声抑制部的输出信号中的至少1者提取频谱包络信息；非线性回声推定部，根据从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息中的至少1者，推定所述输入信号中包含的所述非线性回声信号的频谱包络信息；和非线性回声抑制部，使用由所述非线性回声推
定部推定出的所述非线性回声信号的频谱包络信息，从所述第1线性回声抑制部的输出信号中抑制所述非线性回声。
[0012]根据本公开，能够稳定地抑制由麦克风获取到的输入信号中包含的非线性回声信号。
附图说明
[0013]图1是示出输入信号中不包含由扬声器失真引起的非线性回声的情况下的麦克风信号、回声消除器输出信号以及回声抑制器输出信号的图。
[0014]图2是示出输入信号中包含由扬声器失真引起的非线性回声的情况下的麦克风信号、回声消除器输出信号以及回声抑制器输出信号的图。
[0015]图3是示出本公开的实施方式1中的通话装置的结构的图。
[0016]图4是示出在本实施方式1中受话信号的频谱和受话信号的频谱包络信息的一个例子的图。
[0017]图5是示出在本实施方式1中非线性回声信号的频谱和非线性回声信号的频谱包络信息的一个例子的图。
[0018]图6是用于说明本公开的实施方式1中的回声抑制装置的动作的流程图。
[0019]图7是示出本公开的实施方式1中的学习装置的结构的图。
[0020]图8是示出对来自以往的回声抑制装置的输出信号以及来自本实施方式1的回声抑制装置的输出信号进行频率解析而得到的结果的图。
[0021]图9是示出本公开的实施方式2中的通话装置的结构的图。
[0022]图10是示出本公开的实施方式3中的通话装置的结构的图。
[0023]图11是示出本公开的实施方式4中的通话装置的结构的图。
[0024]图12是示出本公开的实施方式4中的学习装置的结构的图。
[0025]图13是示出本公开的实施方式5中的通话装置的结构的图。
[0026]图14是示出本公开的实施方式6中的通话装置的结构的图。
[0027]图15是示出本公开的实施方式7中的通话装置的结构的图。
[0028]图16是示出本公开的实施方式8中的通话装置的结构的图。
[0029]图17是用于说明本公开的实施方式8中的回声抑制装置的动作的流程图。
具体实施方式
[0030](成为本公开的基础的知识)
[0031]回声消除器是通过由自适应滤波器推定回声信号并从由麦克风拾音得到的信号中减去推定出的回声信号来除去回声的技术。回声是从扬声器扩声后的声音的直接音和反射音的叠加。因此，扬声器与麦克风之间的传递特性能够通过FIR(Finite Impulse Response，有限脉冲响应)滤波器来表现。FIR型自适应滤波器进行学习以使得对传递特性进行近似，通过将滤波器系数与受话信号卷积来生成作为回声的推定值的伪回声信号。作为自适应滤波器的学习算法，提出了基于LMS(Least Mean Square，最小均方)法、NLMS(Normalized LMS，标准化LMS)法以及ICA(Independent Component Analysis，独立分量分析法)的方法等。
[0032]另一方面，回声抑制器是推定频域中的回声的功率谱，并从由麦克风拾音得到的信号的功率谱中减去推定出的回声的功率谱，由此来抑制回声的技术。回声抑制器例如通过频谱减影法或维纳滤波法来抑制回声。前述的回声消除器在自适应滤波器的学习上花费时间，因而在刚刚接入电源后以及回声路径变动时有产生残留回声的担扰。此外，有在扬声器或麦克风中产生的噪声或送话信号引起自适应滤波器的误学习，伪回声信号产生推定误差，从而残留回声增加的担扰。因此，回声抑制器一般出于在回声消除器的后级补充进行回声抑制的目的而使用。
[0033]以往的回声消除器以及以往的回声抑制器通过线性模型推定回声，因而有难以抑制赋予了扬声器失真那样的非线性噪声的非线性回声这样的课题。在笔记本个人电脑或可搬运型电视会议系统所使用的设备中，由于从小口径扬声器对大音量的声音进行扩声，因而起因于扬声器失真的非线性回声的影响表现得显著，有不能舒适地通话的担扰。
[0034]此外，在上述的专利文献1中，难以抑制如谐波失真那样不包含于受话信号的频率分量的非线性回声信号。
[0035]此外，在上述的专利文献2中，难以抑制宽频带的失真分量，难以抑制由整数倍的频率值以外的频率值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种回声抑制装置，具备：第1线性回声抑制部，通过对由麦克风获取到的输入信号中包含的线性回声信号的振幅分量以及相位分量进行推定，从所述输入信号中抑制线性回声信号；频谱包络提取部，从向扬声器输出的受话信号、所述输入信号以及所述第1线性回声抑制部的输出信号中的至少1者提取频谱包络信息；非线性回声推定部，根据从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息中的至少1者，推定所述输入信号中包含的所述非线性回声信号的频谱包络信息；和非线性回声抑制部，使用由所述非线性回声推定部推定出的所述非线性回声信号的频谱包络信息，从所述第1线性回声抑制部的输出信号中抑制所述非线性回声。2.根据权利要求1所述的回声抑制装置，其中，所述回声抑制装置还具备：第2线性回声抑制部，通过对未被所述第1线性回声抑制部抑制的残留线性回声信号的振幅分量进行推定，从所述非线性回声抑制部的输出信号中抑制所述残留线性回声信号。3.根据权利要求1或2所述的回声抑制装置，其中，所述非线性回声推定部使用表示从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息中的至少1者与非线性回声信号的频谱包络信息的关系性的非线性回声模型，根据从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息中的至少1者，推定所述输入信号中包含的所述非线性回声信号的频谱包络信息。4.根据权利要求3所述的回声抑制装置，其中，所述非线性回声模型将从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息中的至少1者、和从自所述输入信号中抑制线性回声信号的所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息用作训练数据，将输入设为从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息中的至少1者，将输出设为所述非线性回声信号的频谱包络信息，从而进行学习。5.根据权利要求3或4所述的回声抑制装置，其中，所述非线性回声推定部使用表示从所述受话信号提取的频谱包络信息与所述非线性回声信号的频谱包络信息的关系性的所述非线性回声模型，根据从所述受话信号提取的频谱包络信息，推定所述输入信号中包含的所述非线性回声信号的频谱包络信息。6.根据权利要求3或4所述的回声抑制装置，其中，所述非线性回声推定部使用表示从所述受话信号提取的频谱包络信息以及从所述输入信号提取的频谱包络信息、与所述非线性回声信号的频谱包络信息的关系性的所述非线性回声模型，根据从所述受话信号提取的频谱包络信息以及从所述输入信号提取的频谱包络信息，推定所述输入信号中包含的所述非线性回声信号的频谱包络信息。7.根据权利要求3或4所述的回声抑制装置，其中，所述非线性回声推定部使用表示从所述受话信号提取的频谱包络信息以及从所述第1
线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息、与所述非线性回声信号的频谱包络信息的关系性的所述非线性回声模型，根据从所述受话信号提取的频谱包络信息以及从所述第1线性回声抑制部的输出信号提取的频谱包络信息，推定所述输入信号中包含的所述非线性回声信号的频谱包络信息。8.根据权利要求3或4所述的回声抑制装置，其中，所述非线性回声推定部使用表示从所述受话信号提取的频谱包络信息、从所述输入信号提取的频谱包络信...

【专利技术属性】
技术研发人员：广濑良文，杠慎一，
申请(专利权)人：松下电器美国知识产权公司，
类型：发明
国别省市：