專(zhuān)利名稱(chēng)：采用自適應(yīng)iir和fir濾波器的回聲消除的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回聲消除的方法和系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及采用自適應(yīng)無(wú)限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器和自適應(yīng)有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器實(shí)現(xiàn)回聲消除的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳輸或通信系統(tǒng)中，在通信電路近端接收來(lái)自電路遠(yuǎn)端的信號(hào)。接收的信號(hào)，不管是電信號(hào)還是聲信號(hào)，都可以與近端輸入一起找到回程路徑。近端輸入的遠(yuǎn)端接收可能包括原遠(yuǎn)端輸入信號(hào)經(jīng)衰減和延時(shí)的反射，也就是回聲。在電話(huà)系統(tǒng)中，不管是有線(xiàn)還是無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，這些回聲現(xiàn)象都會(huì)使通話(huà)無(wú)法理解。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，同樣不管是有線(xiàn)還是無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，這種回聲會(huì)導(dǎo)致傳輸差錯(cuò)，或降低吞吐量性能。
在許多應(yīng)用中，采用自適應(yīng)濾波器來(lái)消除信號(hào)中不希望出現(xiàn)的頻率內(nèi)容，這些自適應(yīng)濾波器用于電信系統(tǒng)，例如回聲消除系統(tǒng)中，以便從信號(hào)中消除因輸入信號(hào)的反射和/或不希望出現(xiàn)的耦合而返回輸入信號(hào)的發(fā)起者所導(dǎo)致的信號(hào)回聲。例如，回聲出現(xiàn)在從揚(yáng)聲器發(fā)出的信號(hào)隨后通過(guò)麥克風(fēng)接收并重發(fā)的情況下，也就是聲音回聲，或者出現(xiàn)在傳輸過(guò)程中沿阻抗失配的線(xiàn)路連接點(diǎn)產(chǎn)生遠(yuǎn)端信號(hào)的反射時(shí)，也就是線(xiàn)路回聲。
目前，自適應(yīng)有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器可以用于減少或消除回聲，其回聲消除特性由國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)組(ITU-T)建議G.165和G.168定義，前述ITU建議的每一個(gè)的內(nèi)容通過(guò)引用在此納入，就像作為整體提出的一樣。圖1說(shuō)明了位于電信系統(tǒng)100的遠(yuǎn)端和近端之間的回聲消除電路150的功能框圖，其中回聲消除電路工作在近端102。示出到返回信號(hào)132的近端輸入130，它與近端回聲信號(hào)122合成，后者表示為經(jīng)z域回聲傳遞函數(shù)120——H(z)濾波(也就是衰減和延遲)的遠(yuǎn)端輸入信號(hào)110。得到的返回信號(hào)132隨后被表示為近端輸入信號(hào)130和近端回聲信號(hào)122的線(xiàn)性組合。這樣，在回聲傳遞函數(shù)的數(shù)字表示為自適應(yīng)FIR 156的形式時(shí)，調(diào)整增益，使之模仿回聲傳遞函數(shù)120，當(dāng)遠(yuǎn)端輸入信號(hào)110由自適應(yīng)FIR 156濾波時(shí)，得到的信號(hào)158可以與返回信號(hào)132有差別，以消除來(lái)自返回線(xiàn)路信號(hào)132的回聲。如圖1所示，為了實(shí)現(xiàn)這種消除效果，消除后的返回線(xiàn)路信號(hào)140被送到非線(xiàn)性處理模塊152，后者可以對(duì)背景或環(huán)境噪聲進(jìn)行預(yù)濾波，并確定一個(gè)閾值，在該閾值之上，幾乎不允許或完全不允許IIR濾波器的自適應(yīng)。閾值邏輯用于解決含混語(yǔ)音情況，其中返回信號(hào)可能同時(shí)具有近端輸入和時(shí)間上接近的回聲。如果經(jīng)預(yù)濾波的返回線(xiàn)路信號(hào)低于該閾值，則可以在每一步驟k將它作為誤差信號(hào)154ek來(lái)驅(qū)動(dòng)FIR濾波器156的增益適配。FIR濾波器可能需要若干延遲狀態(tài)，每一個(gè)輸出或輸入狀態(tài)被分流、乘上增益并累加?？梢赃x擇FIR濾波器的增益，使其代表最可能的回聲傳遞函數(shù)120H(z)，之后，利用誤差信號(hào)ek所驅(qū)動(dòng)的關(guān)系調(diào)整這些增益。在自適應(yīng)消除設(shè)備中，普遍采用了最小均方(LMS)自適應(yīng)算法來(lái)調(diào)整自適應(yīng)FIR濾波器的增益。FIR濾波器可以表示成Hk(z)=Σn=0Lhn,k·z-n---[1]]]>FIR濾波器增益適配或調(diào)整的一種典型規(guī)則是利用誤差信號(hào)154、歸一化輸入信號(hào)和步長(zhǎng)大小或適配增益β的乘積來(lái)調(diào)整增益。例如，對(duì)每個(gè)濾波器系數(shù)n，其中n＝0，1，2，...Lhn，k+1＝hn，k+β*e(k)*xk-1/xmax。 [2]FIR濾波器一般需要長(zhǎng)抽頭延遲來(lái)對(duì)回聲返回路徑進(jìn)行有效建模。FIR濾波器雖然能穩(wěn)定表示全零傳遞函數(shù)，但一般適配較慢，需要的存儲(chǔ)器比遞歸濾波器存儲(chǔ)器多，并且根據(jù)抽頭的數(shù)量，在計(jì)算上可能相當(dāng)繁復(fù)。
特定類(lèi)型的輸入信號(hào)——例如人類(lèi)的語(yǔ)音——其特征在于，明顯的峰值之后是長(zhǎng)時(shí)間的衰減。大多數(shù)的計(jì)算用于信號(hào)長(zhǎng)衰減部分的FIR系數(shù)更新，而它實(shí)際上對(duì)實(shí)際回聲能量幾乎沒(méi)有什么影響。此外，對(duì)這些低能量衰減進(jìn)行積極地自適應(yīng)濾波實(shí)際上導(dǎo)致許多類(lèi)型的自適應(yīng)FIR濾波器——例如歸一化LMS濾波器的估計(jì)誤差，并降低了整體回聲消除性能。
無(wú)限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器，或者遞歸濾波器，被實(shí)現(xiàn)為不需要長(zhǎng)抽頭延遲的極點(diǎn)零點(diǎn)傳遞函數(shù)的形式。IIR濾波器一般用于從數(shù)字上模擬非常特殊的回聲返回路徑，在前述路徑中，極點(diǎn)零點(diǎn)傳遞函數(shù)的穩(wěn)定性在適配期間可以得到保證。此外，這些極點(diǎn)必須被適當(dāng)?shù)匾詳?shù)字化表示，從而數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)際實(shí)施例需要高精度實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樾〉谋忍卣`差會(huì)導(dǎo)致大的濾波器誤差，其包括不穩(wěn)定性。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員熟知適配機(jī)制的方法，對(duì)它們的描述可以參見(jiàn)Bernard Widrow和Samuel D.Stearns 1985年所著Adaptive SignalProcessing，Prentice-Hall公司，Englewood Cliffs，New Jersey，尤其參見(jiàn)第99-101頁(yè)和154-161頁(yè)。
這樣，仍然需要在回聲消除中應(yīng)用IIR濾波器的快速收斂和FIR濾波器的穩(wěn)定性。本發(fā)明在若干實(shí)施例中，采用自適應(yīng)IIR濾波器和自適應(yīng)FIR濾波器來(lái)提供回聲消除。

發(fā)明內(nèi)容
在若干實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種適于接收輸入信號(hào)、接收返回信號(hào)以及在返回信號(hào)中注入修正信號(hào)的方法和系統(tǒng)，它通過(guò)示例性地應(yīng)用，明顯地消除了通信系統(tǒng)中的回聲。第一示例性系統(tǒng)包括一個(gè)令返回信號(hào)調(diào)節(jié)模塊，它適于接收返回信號(hào)并輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)，以及一個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器，它適于接收輸入信號(hào)，其中自適應(yīng)IIR濾波器還適于從IIR增益適配機(jī)構(gòu)接收一個(gè)或多個(gè)增益調(diào)整，IIR增益適配機(jī)構(gòu)本身適于接收IIR濾波器誤差信號(hào)，后者根據(jù)自適應(yīng)IIR濾波器輸出和經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)之差得出。第一示例性實(shí)施例還包括一個(gè)自適應(yīng)FIR濾波器，它適于接收輸入信號(hào)，其中自適應(yīng)FIR濾波器還適于從其FIR增益適配機(jī)構(gòu)接收一個(gè)或多個(gè)增益調(diào)整，F(xiàn)IR增益適配機(jī)構(gòu)本身適于接收FIR濾波器誤差信號(hào)，后者最好根據(jù)自適應(yīng)FIR濾波器輸出和經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)之差得出。此外，第一示例性實(shí)施例包括一個(gè)選擇器，或者選擇器子系統(tǒng)或選擇模塊，適于接收IIR濾波器誤差信號(hào)和FIR濾波器誤差信號(hào)，并適于優(yōu)選地根據(jù)一個(gè)或多個(gè)得到的性能指標(biāo)，從FIR濾波器輸出和IIR濾波器輸出中選擇修正信號(hào)。示例性第一實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器和一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)FIR濾波器，根據(jù)它們選擇修正信號(hào)。
第二示例性系統(tǒng)包括非線(xiàn)性處理模塊，適于接收返回信號(hào)并輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)，以及一個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器，適于接收輸入信號(hào)，其中自適應(yīng)IIR濾波器還適于根據(jù)其IIR增益適配機(jī)構(gòu)接收一個(gè)或多個(gè)增益調(diào)整，IIR增益適配機(jī)構(gòu)本身適于接收根據(jù)自適應(yīng)IIR濾波器輸出和經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)之差得出的IIR濾波器誤差信號(hào)。第二示例性系統(tǒng)實(shí)施例還包括一個(gè)自適應(yīng)FIR濾波器，它適于接收輸入信號(hào)，輸出修正信號(hào)，其中自適應(yīng)FIR濾波器還適于根據(jù)其FIR濾波器增益適配機(jī)構(gòu)接收一個(gè)或多個(gè)增益調(diào)整，F(xiàn)IR濾波器增益適配機(jī)構(gòu)本身適于接收FIR濾波器誤差信號(hào)，后者最好根據(jù)修正信號(hào)和以下信號(hào)之差得出，該信號(hào)最好根據(jù)一個(gè)或多個(gè)得到的性能指標(biāo)，從自適應(yīng)FIR濾波器輸出和經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)中選擇。


下面通過(guò)例子，結(jié)合附圖描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于附圖，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的功能框圖；圖2是本發(fā)明一種示例性實(shí)施例的功能框圖；以及圖3是本發(fā)明另一種示例性實(shí)施例的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
在對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行建模過(guò)程中，自適應(yīng)IIR濾波器被長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用，這主要是因?yàn)樗鼈兡苡行У啬M特定衰減行為。在回聲消除應(yīng)用中沒(méi)有采用一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器來(lái)排除其他濾波器結(jié)構(gòu)，是因?yàn)楣不芈暦祷芈窂街懈鱾€(gè)條件的變化范圍很大。但是，在與自適應(yīng)FIR濾波器組合時(shí)，這些濾波器提供了回聲消除所需要的許多優(yōu)點(diǎn)。
圖2說(shuō)明了以回聲消除設(shè)備200的形式給出的本發(fā)明的一種示例性實(shí)施例，其中輸入信號(hào)110，xk送到自適應(yīng)IIR濾波器210Fk(z)，以及自適應(yīng)FIR濾波器220Gk(z)。自適應(yīng)FIR濾波器220Gk(z)可以表示成通過(guò)可調(diào)權(quán)重加權(quán)的L個(gè)抽頭的總和，或者一個(gè)或多個(gè)延遲狀態(tài)，對(duì)n＝0，1，2，...L，每個(gè)狀態(tài)具有一個(gè)前饋增益gn。例如，在每個(gè)時(shí)間步k，對(duì)L+1個(gè)系數(shù)，自適應(yīng)FIR濾波器220Gk(z)可以表示成Gk(z)=Σn=0Lgn,k·z-n.---[3]]]>自適應(yīng)IIR濾波器可以表示成極點(diǎn)和0點(diǎn)或者對(duì)n＝0，1，2，...L表示成前饋增益bn，對(duì)n＝1，2，...L，表示成反饋增益an。例如，在每個(gè)時(shí)間步k，對(duì)L+1個(gè)前饋系數(shù)和L個(gè)反饋系數(shù)，自適應(yīng)IIR濾波器210Fk(z)可以表示成Fk(z)=Σn=0Lbn,k·z-n1+Σn=1Lan,k·z-n.---[4]]]>雖然圖2的例子已經(jīng)說(shuō)明了一個(gè)自適應(yīng)FIR濾波器和一個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器，但本實(shí)施例也可以容易地?cái)U(kuò)展到多于一個(gè)具有適配機(jī)構(gòu)的自適應(yīng)FIR濾波器，以及多于一個(gè)具有適配機(jī)構(gòu)的自適應(yīng)IIR濾波器。
在回聲消除設(shè)備200操作期間，自適應(yīng)濾波器210和220的系數(shù)都可以調(diào)整或適配。返回信號(hào)132通過(guò)非線(xiàn)性處理(NLP)模塊230發(fā)送，用于利用NLP模塊使之調(diào)節(jié)，優(yōu)選地執(zhí)行包括線(xiàn)路噪聲濾波和含混語(yǔ)音閾值測(cè)試的功能。從調(diào)節(jié)的返回信號(hào)232減去自適應(yīng)IIR濾波器的輸出212，作為IIR濾波器的誤差信號(hào)214eFk提供給自適應(yīng)IIR濾波器適配機(jī)構(gòu)216。類(lèi)似地，自適應(yīng)FIR濾波器220利用遠(yuǎn)端輸入信號(hào)110作為輸入產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)222。從有條件的返回信號(hào)232減去自適應(yīng)FIR濾波器輸出212，作為FIR濾波器誤差信號(hào)224eGk提供給自適應(yīng)FIR濾波器適配機(jī)構(gòu)226。優(yōu)選地，IIR誤差信號(hào)214eFk用來(lái)評(píng)估FIR濾波器的實(shí)時(shí)性能，F(xiàn)IR誤差信號(hào)224eGk用來(lái)評(píng)估IIR濾波器的實(shí)時(shí)性能。得到的性能指標(biāo)最好用于從自適應(yīng)濾波器的輸出中選擇信號(hào)，注到返回信號(hào)路徑以消除回聲。
得到的性能指標(biāo)可能還需要返回信號(hào)?；芈暦祷?fù)p耗增強(qiáng)(ERLE)一般定義為回聲信號(hào)——例如yk——和誤差信號(hào)之間回聲信號(hào)的減少量ek=yk-y^k.]]>所以，例如可以按照以下公式計(jì)算K時(shí)間步的ERLE(dB)ERLE(dB)=10log(E[y2(k)]E[e2(k)]).---[5]]]>誤差信號(hào)減少較少多半表明與回聲信號(hào)的匹配差，并可能表示濾波器的行為不規(guī)律，對(duì)IIR濾波器而言，可能以一組不穩(wěn)定的系數(shù)工作。
可以建立基于性能的選擇規(guī)則的其他性能指標(biāo)包括時(shí)間步上的濾波器系數(shù)調(diào)整量。例如，通過(guò)表明變化與最佳匹配不一致的調(diào)整系數(shù)的時(shí)間歷史記錄，則可以清楚地看出不穩(wěn)定的調(diào)整機(jī)制的指示。
在性能基礎(chǔ)上，例如選擇ERLE、IIR濾波器輸出212或者FIR濾波器輸出222，用作回聲信號(hào)估計(jì) 262，假定該信號(hào)是具有回聲信號(hào)122yk的最佳估計(jì)的信號(hào)(圖1)，因此從返回信號(hào)132中減去該信號(hào)，產(chǎn)生近端輸入信號(hào)估計(jì)270 但本發(fā)明并不限于選擇ERLE、IIR濾波器輸出212或者FIR濾波器輸出222。IIR誤差信號(hào)214eFk可以用作評(píng)估和檢測(cè)IIR濾波器210穩(wěn)定性的狀態(tài)，例如采用均方誤差算法。一旦檢測(cè)到自適應(yīng)IIR濾波器210不穩(wěn)定，優(yōu)選地是將開(kāi)關(guān)260關(guān)上，選擇FIR濾波器輸出222作為回聲信號(hào)估計(jì) 262。選擇了FIR濾波器輸出222之后，IIR濾波器最好重置，可以采用從矩陣中選出的一組新的增益，前述矩陣具有初始增益集，存儲(chǔ)在成分矢量(constituent vector)中，IIR適配步長(zhǎng)大小可以調(diào)整。也可以對(duì)估計(jì)的輸入信號(hào)應(yīng)用附加噪聲濾波，最好在發(fā)送估計(jì)輸入信號(hào)270 給遠(yuǎn)端之前。
優(yōu)選地，F(xiàn)IR適配機(jī)構(gòu)226還可以用于確定自適應(yīng)IIR濾波器210及其適配機(jī)構(gòu)216的穩(wěn)定性。例如，穩(wěn)定性檢測(cè)器240可以連續(xù)監(jiān)控248自適應(yīng)FIR濾波器的濾波器系數(shù)及其ERLE的相對(duì)變化，以確定FIR適配機(jī)構(gòu)226已變得穩(wěn)定，否則就以很小且始終如一的步長(zhǎng)進(jìn)行自我調(diào)整。同時(shí)，最好向穩(wěn)定性檢測(cè)器240提供IIR濾波器增益系數(shù)值的相對(duì)變化246。如果IIR適配機(jī)構(gòu)216正在大范圍更新其參數(shù)，并產(chǎn)生變化的ERLE，而FIR的適配機(jī)構(gòu)226已被設(shè)置成一組不隨時(shí)間改變的增益值，則最好重置自適應(yīng)IIR濾波器。穩(wěn)定性檢測(cè)器240可以采用ERLE和或者其他性能指標(biāo)來(lái)評(píng)估優(yōu)選濾波器輸出，作為修正信號(hào)262從返回信號(hào)132中減去，或者注入返回信號(hào)132。穩(wěn)定性檢測(cè)器240可以包含在交換機(jī)構(gòu)或選擇器子系統(tǒng)或者選擇器中，以實(shí)現(xiàn)修正信號(hào)的選擇，或者交換機(jī)構(gòu)也可以是單獨(dú)的模塊260。
優(yōu)選地，在未選中的濾波器的適配機(jī)構(gòu)中，對(duì)自適應(yīng)濾波器210、220的輸出212、222Fk(z)和Gk(z)之一的選擇與步長(zhǎng)大小或β或者適配增益值的增加相關(guān)聯(lián)244，并且優(yōu)選地，在選中的濾波器的適配機(jī)構(gòu)中，與步長(zhǎng)大小β或者適配增益值的減小相關(guān)聯(lián)244。這些步長(zhǎng)大小優(yōu)選地存儲(chǔ)于適配增益表250中。因此，如果發(fā)送選擇242以關(guān)閉開(kāi)關(guān)260，那么可以提供自適應(yīng)FIR適配機(jī)構(gòu)254的新適配增益和自適應(yīng)IIR適配機(jī)構(gòu)252的新適配增益。
自適應(yīng)FIR濾波器適配機(jī)構(gòu)226最好有一組初始增益。這些增益可以作為增益矢量存儲(chǔ)在表250中，其中可以為選擇多個(gè)濾波器增益的初始集合而提供這些增益矢量的一個(gè)矩陣。初始增益集合可以按照適配處理流程，在每個(gè)時(shí)間步上調(diào)整。例如，可以通過(guò)在上一系數(shù)值上加上步長(zhǎng)大小β、誤差信號(hào)eGk、歸一化遠(yuǎn)端輸入信號(hào)Xk/Xmax的乘積來(lái)增減每個(gè)FIR濾波器系數(shù)。此外，如果對(duì)返回信號(hào)132rk+yk的含混語(yǔ)音閾值測(cè)試檢測(cè)到含混語(yǔ)音狀態(tài)(DTk)234，那么適配機(jī)構(gòu)226可以中止或者臨時(shí)減小步長(zhǎng)大小。
自適應(yīng)IIR濾波器適配機(jī)構(gòu)216也最好具有一組初始增益。采用自適應(yīng)FIR濾波器220，增益可以作為增益矢量存儲(chǔ)，其中可以為從表250中選擇多個(gè)濾波器增益的初始集合而提供這些增益矢量的一個(gè)矩陣。初始增益集合可以按照適配處理流程，在每個(gè)時(shí)間步上調(diào)整。遞歸自適應(yīng)濾波器算法最好包括LMS算法、超穩(wěn)定自適應(yīng)遞歸濾波器算法以及有序回歸算法。為了使執(zhí)行次數(shù)最少，目前優(yōu)選LMS算法。此外，如果對(duì)返回信號(hào)rk+yk的閾值測(cè)試檢測(cè)到含混語(yǔ)音狀態(tài)(DTk)234，那么IIR適配機(jī)構(gòu)可以中止或者臨時(shí)減小步長(zhǎng)大小。
圖3說(shuō)明了本發(fā)明一種可選實(shí)施例300的示例性功能框圖。在該例中，將遠(yuǎn)端輸入信號(hào)110Xk送到自適應(yīng)FIR 320Gk(z)，以及自適應(yīng)IIR 310Fk(z)。自適應(yīng)FIR濾波器的輸出322 假定是回聲信號(hào)122的最佳估計(jì)，并從返回信號(hào)132rk+yk中減去，以產(chǎn)生估計(jì)輸入信號(hào)370 在發(fā)送該估計(jì)輸入信號(hào)給遠(yuǎn)端之前，對(duì)估計(jì)的輸入信號(hào)370可以應(yīng)用附加噪聲濾波。
返回信號(hào)132具有近端輸入信號(hào)rk和回聲信號(hào)yk，它被送到非線(xiàn)性處理模塊330使之調(diào)節(jié)，其中最好從返回信號(hào)132中過(guò)濾噪聲，并最好應(yīng)用含混語(yǔ)音閾值測(cè)試。從經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)332中減去自適應(yīng)IIR濾波器的輸出312，得到IIR濾波器誤差信號(hào)314，eFk，其中IIR濾波器誤差信號(hào)又部分地驅(qū)動(dòng)IIR適配機(jī)構(gòu)316。IIR機(jī)構(gòu)316最好采用考慮了遠(yuǎn)端輸入信號(hào)110Xk以及IIR濾波器誤差信號(hào)314eFk的LMS算法，也可以替換成用于遞歸濾波器的其他適配算法，或者組合使用，例如超穩(wěn)定自適應(yīng)遞歸濾波器算法和有序回歸(sequential regression)算法。通過(guò)這個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器級(jí)302，回聲消除器300準(zhǔn)備將自適應(yīng)IIR濾波器310作為自適應(yīng)FIR濾波器320的一種回聲模型基準(zhǔn)。相應(yīng)地，可以采用多個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器，其中自適應(yīng)FIR濾波器320的基準(zhǔn)的選擇基于所有自適應(yīng)IIR濾波器確定的性能特征。
從FIR濾波器輸出322中減去自適應(yīng)IIR濾波器輸出312，得到FIR濾波器誤差信號(hào)324eGk，其中該FIR濾波器誤差信號(hào)322又部分地驅(qū)動(dòng)FIR適配機(jī)構(gòu)326。FIR適配機(jī)構(gòu)326最好采用考慮了遠(yuǎn)端輸入信號(hào)110Xk以及FIR濾波器誤差信號(hào)324eFk的上述LMS算法，也可以替換成其他適配算法，或者組合使用。FIR適配機(jī)構(gòu)326的適配增益、步長(zhǎng)大小β最好從表350中得出352，其中在采用自適應(yīng)IIR濾波器310作為回聲基準(zhǔn)來(lái)積極驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)FIR 320收斂，也就是驅(qū)動(dòng)FIR濾波器誤差信號(hào)324eGk為0時(shí)，F(xiàn)IR適配機(jī)構(gòu)326可以采用較大的適配增益。因此，最好利用穩(wěn)定性檢測(cè)模塊340監(jiān)控IIR濾波器誤差信號(hào)314eFk，并監(jiān)控344 IIR適配機(jī)構(gòu)316所產(chǎn)生的IIR濾波器增益的調(diào)整。一旦穩(wěn)定性檢測(cè)模塊已經(jīng)確定IIR濾波器310正在穩(wěn)定地進(jìn)行處理，一般就會(huì)驅(qū)動(dòng)IIR濾波器誤差信號(hào)314eFk為0或接近0，并恒定地保持在該值。最好基于穩(wěn)定性檢測(cè)模塊340的判定342，增加352最好由適配增益表350提供的FIR適配機(jī)構(gòu)326的步長(zhǎng)大小，減小354最好由適配增益表350提供的IIR適配機(jī)構(gòu)315的步長(zhǎng)大小。
如果非線(xiàn)性處理模塊330指示含混語(yǔ)音狀態(tài)334，那么IIR適配機(jī)構(gòu)316和FIR適配機(jī)構(gòu)326最好基于非線(xiàn)性處理模塊330提供的含混語(yǔ)音狀態(tài)(DTk)334，減少或中止它們各自的適配機(jī)構(gòu)，前述非線(xiàn)性處理模塊330具有基于含混語(yǔ)音閾值的檢測(cè)。此外，最好利用例如與穩(wěn)定性閾值相近的均方差監(jiān)控IIR誤差信號(hào)314eFk的穩(wěn)定性。此外，IIR適配機(jī)構(gòu)316可以將IIR增益的連續(xù)較大調(diào)整提供344給穩(wěn)定性檢測(cè)模塊344，以確定IIR適配機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。選擇器子系統(tǒng)可以包括穩(wěn)定性檢測(cè)模塊430和開(kāi)關(guān)360，或者選擇器子系統(tǒng)可以分布在系統(tǒng)內(nèi)部。如果達(dá)到了不穩(wěn)定性閾值，穩(wěn)定性檢測(cè)模塊340最好通知342開(kāi)關(guān)360，從而從經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)332中減去FIR濾波器322的輸出，并重置IIR增益，提供從矩陣中選擇的一組新增益，前述矩陣具有矢量所表示的增益。一旦重置了IIR，開(kāi)關(guān)360就可以重置，以便從IIR輸出中得到FIR誤差信號(hào)。此外，可以從表350中選擇該IIR適配增益，其步長(zhǎng)大小值低于先前在不穩(wěn)定狀態(tài)中采用的步長(zhǎng)大小。
應(yīng)當(dāng)理解，本說(shuō)明書(shū)用來(lái)描述本發(fā)明及其各種實(shí)施例的文字不僅僅在于它們一般定義的意義，而且根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的特殊限定包含一般定義的意義范圍之外的結(jié)構(gòu)、材料或者效果。因此，如果在本說(shuō)明書(shū)上下文中可以理解一個(gè)元素包含多個(gè)意義，那么它在權(quán)利要求書(shū)中的使用必須被理解為對(duì)說(shuō)明書(shū)和文字本身所支持的所有可能的意義都通用。
在不偏離這里公開(kāi)的本發(fā)明及其若干實(shí)施例精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以做出許多變化和改動(dòng)。因此，必須理解，給出的實(shí)施例只是為了舉例說(shuō)明，不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明做出限制，本發(fā)明由后附權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括通過(guò)求經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)和第一自適應(yīng)IIR濾波器濾波后的輸入信號(hào)之差，生成第一無(wú)限沖激響應(yīng)(IIR)誤差信號(hào)，其中所述第一自適應(yīng)IIR濾波器包括至少一個(gè)前饋增益和至少一個(gè)反饋增益，所述增益適于通過(guò)第一IIR適配機(jī)構(gòu)調(diào)整，并且其中所述第一IIR適配機(jī)構(gòu)適于接收所述生成的第一IIR誤差信號(hào)；從一組信號(hào)中選擇一個(gè)信號(hào)，所述一組信號(hào)包括所述第一自適應(yīng)IIR濾波器濾波后的所述輸入信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)；以及通過(guò)求所述選擇的信號(hào)和自適應(yīng)FIR濾波器濾波后的輸入信號(hào)之差，生成有限沖激響應(yīng)(FIR)誤差信號(hào)，其中所述自適應(yīng)FIR濾波器包括至少一個(gè)適于通過(guò)FIR適配機(jī)構(gòu)調(diào)整的前饋增益，并且其中所述FIR適配機(jī)構(gòu)適于接收所述生成的FIR誤差信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括從返回信號(hào)中減去所述自適應(yīng)FIR濾波器濾波后的所述輸入信號(hào)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中基于所述生成的第一IIR誤差信號(hào)，從包括所述第一自適應(yīng)IIR濾波器濾波后的所述輸入信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)的一組信號(hào)中進(jìn)行所述信號(hào)的所述選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中基于一段時(shí)間上第一IIR濾波器增益調(diào)整的量值，從包括所述第一自適應(yīng)IIR濾波器濾波后的所述輸入信號(hào)和所述經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)的一組信號(hào)中進(jìn)行所述信號(hào)的所述選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)是經(jīng)過(guò)噪聲濾波的返回信號(hào)。
6.一種適于接收輸入信號(hào)、接收返回信號(hào)以及在所述返回信號(hào)中注入修正信號(hào)的系統(tǒng)，包括非線(xiàn)性處理模塊，適于接收所述返回信號(hào)，并輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)；第一自適應(yīng)無(wú)限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器，適于接收所述輸入信號(hào)，其中所述第一自適應(yīng)IIR濾波器還適于接收來(lái)自第一IIR增益適配機(jī)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)增益調(diào)整，其中所述第一IIR增益適配機(jī)構(gòu)適于接收第一IIR濾波器誤差信號(hào)，所述第一IIR濾波器誤差信號(hào)根據(jù)所述第一自適應(yīng)IIR濾波器的輸出和所述經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)之差得出；自適應(yīng)有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，適于接收所述輸入信號(hào)并輸出所述修正信號(hào)，其中所述自適應(yīng)FIR濾波器還適于接收來(lái)自FIR增益適配機(jī)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)增益調(diào)整，其中所述FIR增益適配機(jī)構(gòu)適于接收FIR濾波器誤差信號(hào)，所述FIR濾波器誤差信號(hào)根據(jù)所述修正信號(hào)和從一組信號(hào)中選擇的信號(hào)之差得出，所述一組信號(hào)包括所述第一自適應(yīng)IIR濾波器的所述輸出以及所述經(jīng)調(diào)節(jié)的返回信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述非線(xiàn)性處理模塊還適于確定并輸出含混語(yǔ)音狀態(tài)；其中所述第一IIR適配機(jī)構(gòu)還適于接收所述含混語(yǔ)音狀態(tài)指示符，并基于所述接收的含混語(yǔ)音狀態(tài)指示符改變IIR適配增益；以及其中所述第一FIR適配機(jī)構(gòu)還適于接收所述含混語(yǔ)音狀態(tài)指示符，并基于所述接收的含混語(yǔ)音狀態(tài)指示符改變FIR適配增益。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述第一FIR適配機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)第一FIR適配增益或者第一FIR增益調(diào)整步長(zhǎng)大小，這取決于與所述修正信號(hào)有差別的所述信號(hào)的所述選擇，并且其中所述第一IIR適配機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)第一IIR適配增益或者第一IIR增益調(diào)整步長(zhǎng)大小，這取決于所述修正信號(hào)的所述選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述選擇器子系統(tǒng)還適于接收一段時(shí)間上第一IIR濾波器增益調(diào)整的多個(gè)量值，以及一段時(shí)間上FIR濾波器增益調(diào)整的多個(gè)量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述選擇器子系統(tǒng)還適于接收一段時(shí)間上第一IIR濾波器增益的多個(gè)量值，以及一段時(shí)間上FIR濾波器增益的多個(gè)量值。
全文摘要
公開(kāi)了適于接收來(lái)自遠(yuǎn)端傳輸?shù)妮斎胄盘?hào)、接收近端返回信號(hào)并在發(fā)送返回信號(hào)給遠(yuǎn)端之前，將修正信號(hào)注入返回信號(hào)的方法和系統(tǒng)，這樣，例如可以減小或消除返回信號(hào)中的回聲。第一示例性實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)無(wú)限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器，以及一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，它們并行工作，基于濾波器性能的確定，每一個(gè)濾波器的輸出都可能會(huì)被選擇為修正信號(hào)。第二示例性實(shí)施例包括一個(gè)自適應(yīng)FIR濾波器，在針對(duì)修正信號(hào)選擇了該自適應(yīng)FIR濾波器之后，該自適應(yīng)FIR濾波器輸出修正信號(hào)，基于濾波器性能的確定，選擇一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)IIR濾波器的輸出或者適于使用的返回信號(hào)作為基準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H04M9/08GK1797546SQ200510133999
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者奇安格·耶, 哈帕爾·曼 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司