專利名稱：回聲抑制方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回聲抑制方法及設(shè)備，用于對(duì)在揚(yáng)聲器生成音頻、 同時(shí)麥克風(fēng)拾取聲音時(shí)產(chǎn)生的回聲進(jìn)行抑制。
背景技術(shù)：
圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)第一示例的回聲抑制設(shè)備的配置的框圖。 圖1示出了用于抑制免提電話中產(chǎn)生的回聲的回聲抑制設(shè)備的示 例配置。
在圖1中，揚(yáng)聲器2將輸入輸入端子10的、來(lái)自遠(yuǎn)端揚(yáng)聲器的音 頻信號(hào)(以下稱為遠(yuǎn)端信號(hào))轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)端音頻。另一方面，麥克風(fēng)1 拾取例如近端揚(yáng)聲器的語(yǔ)音(以下稱為近端音頻)，還接收到由揚(yáng)聲器 2生成的多余的遠(yuǎn)端音頻。將揚(yáng)聲器2輸入麥克風(fēng)1的聲音稱為回聲。 將對(duì)聲音相關(guān)信號(hào)(范圍包括從遠(yuǎn)端信號(hào)到麥克風(fēng)1的輸出信號(hào))進(jìn) 行處理的聲音傳遞系統(tǒng)稱為回聲路徑。聲音傳遞系統(tǒng)包括揚(yáng)聲器2和 麥克風(fēng)1。
只希望輸出近端音頻，作為來(lái)自回聲抑制設(shè)備的輸出端子9的近 端信號(hào)，并希望去除近端信號(hào)中包含的多余的遠(yuǎn)端音頻。具體而言， 當(dāng)近端信號(hào)包含較大的遠(yuǎn)端音頻信號(hào)分量時(shí)，延遲的遠(yuǎn)端音頻對(duì)于遠(yuǎn) 端揚(yáng)聲器可作為回聲而聽(tīng)到，因此難以進(jìn)行對(duì)話。為了解決該問(wèn)題， 在現(xiàn)有技術(shù)采用的一種方法中，使用線性回聲抵消器從近端信號(hào)中去 除回聲。例如，在非專利文獻(xiàn)1 (EberhardHANSLER, "The hands-free telephone problem: an annotated bibliography update", annals of telecommunications 1994, 360-367頁(yè))中描述了一種線性回聲抵消器。
線性回聲抵消器3估計(jì)回聲路徑的傳遞函數(shù)(回聲路徑估計(jì))，并 基于估計(jì)的傳遞函數(shù)，使用輸入揚(yáng)聲器2的信號(hào)(遠(yuǎn)端信號(hào))來(lái)生成 輸入麥克風(fēng)1的回聲的仿真信號(hào)(回聲復(fù)制信號(hào))。
向減法器4輸入在線性回聲抵消器3中生成的回聲復(fù)制信號(hào)，減 法器4從麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)中減去回聲復(fù)制信號(hào)，以輸出近端信號(hào)。
語(yǔ)音檢測(cè)器5接收麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)、線性回聲抵消器3的輸 出信號(hào)、減法器4的輸出信號(hào)和遠(yuǎn)端信號(hào)，使用這些信號(hào)檢測(cè)麥克風(fēng) 1的輸出信號(hào)是否包含近端音頻，并將檢測(cè)結(jié)果輸出至線性回聲抵消 器3。
為了控制線性回聲抵消器3的操作，語(yǔ)音檢測(cè)器5在麥克風(fēng)1的 輸出信號(hào)中檢測(cè)到近端音頻時(shí)，輸出"O"或非常小的值作為語(yǔ)音檢測(cè) 結(jié)果，而在檢測(cè)到?jīng)]有近端音頻時(shí)，輸出較大的值。
圖2是示出了圖1所示線性回聲抵消器的示例配置的框圖。
如圖2所示，線性回聲抵消器3包括自適應(yīng)濾波器30 (是線性濾 波器)和乘法器35。自適應(yīng)濾波器30的示例包括多種類型的濾波器， 例如FIR型、IIR型和格型。
自適應(yīng)濾波器30對(duì)輸入至端子31的遠(yuǎn)端信號(hào)進(jìn)行濾波，并從端 子32向減法器4輸出處理結(jié)果。自適應(yīng)濾波器30使用預(yù)定的相關(guān)運(yùn) 算對(duì)濾波系數(shù)進(jìn)行更新，以使輸入至端子33的減法器4的輸出信號(hào)最 小化。為此，自適應(yīng)濾波器30進(jìn)行運(yùn)算，以使減法器4的輸出信號(hào)中 與遠(yuǎn)端信號(hào)相關(guān)的分量最小化。即，從減法器4的輸出信號(hào)中去除回 聲(遠(yuǎn)端音頻)。
當(dāng)麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)包含近端音頻，并且在這種狀態(tài)下更新濾 波系數(shù)時(shí)，所導(dǎo)致的濾波系數(shù)的變化可能降低自適應(yīng)濾波器30的回聲
去除能力。
乘法器35被提供用于控制自適應(yīng)濾波器30執(zhí)行的濾波系數(shù)更新 操作。乘法器35將減法器4的輸出信號(hào)與語(yǔ)音檢測(cè)器5的輸出信號(hào)相 乘，并將計(jì)算結(jié)果輸出至自適應(yīng)濾波器30。當(dāng)麥克風(fēng)l的輸出信號(hào)包 含近端音頻時(shí)，如上所述，語(yǔ)音檢測(cè)器5的輸出信號(hào)是O或非常小的 值，以抑制自適應(yīng)濾波器30執(zhí)行的濾波系數(shù)更新操作，因此濾波系數(shù) 的改變較小。由此，回聲去除能力不會(huì)下降太多。
所以，現(xiàn)有技術(shù)第一示例的回聲抑制設(shè)備使用自適應(yīng)濾波器來(lái)去 除遠(yuǎn)端信號(hào)的回聲。
接下來(lái)，描述現(xiàn)有技術(shù)第二示例的回聲抑制設(shè)備。 現(xiàn)有技術(shù)第二示例的回聲抑制設(shè)備根據(jù)折疊式移動(dòng)電話中鉸合部 的角度，對(duì)用于抑制回聲的偽回聲(回聲復(fù)制信號(hào))進(jìn)行修改。例如，
在日本專利公幵No.8-9005中描述了這種配置。
現(xiàn)有技術(shù)第二示例的回聲抑制設(shè)備包括控制信號(hào)產(chǎn)生器，其檢 測(cè)鉸合部的角度，并根據(jù)該角度輸出控制信號(hào)；以及回聲控制器，其 基于控制信號(hào)，抑制回聲。
回聲控制器包括系數(shù)選擇電路，其保存多個(gè)預(yù)設(shè)回聲路徑跟蹤 系數(shù)，以生成與根據(jù)鉸合部角度而變化的回聲路徑相對(duì)應(yīng)的偽回聲， 并使用從控制信號(hào)產(chǎn)生器輸出的控制信號(hào)作為地址信號(hào)，來(lái)選擇回聲 路徑跟蹤系數(shù)；自適應(yīng)控制電路，其基于在系數(shù)選擇電路中選擇的回 聲路徑跟蹤系數(shù)來(lái)輸出偽回聲修改信號(hào)，以修改偽回聲；偽回聲產(chǎn)生 電路，其基于偽回聲修改信號(hào)，產(chǎn)生偽回聲；以及減法電路，其從音 頻輸入單元(麥克風(fēng))的輸出信號(hào)中減去生成的偽回聲。
接下來(lái)，描述現(xiàn)有技術(shù)第三示例的回聲抑制設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)第三示例的回聲抑制設(shè)備配置為例如日本專利公開(kāi) No.9-116469中所述。
現(xiàn)有技術(shù)第三示例的回聲抑制設(shè)備基于遠(yuǎn)端信號(hào)功率和環(huán)境噪聲 功率的估計(jì)值，確定增益系數(shù)，從麥克風(fēng)的輸出信號(hào)中減去回聲復(fù)制 信號(hào)，并用增益系數(shù)乘以減法得到的信號(hào)，從而對(duì)自適應(yīng)濾波器獨(dú)自 無(wú)法消除的回聲和環(huán)境噪聲的影響進(jìn)行抑制。
接下來(lái)，描述現(xiàn)有技術(shù)第四示例的回聲抑制設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)第四示例的回聲抑制設(shè)備基于例如日本專利公開(kāi) No.2004-056453中描述的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)第四示例的回聲抑制設(shè)備使 用麥克風(fēng)(聲音拾取裝置)的輸出信號(hào)，或者使用從聲音拾取裝置的 輸出信號(hào)中減去回聲抵消器的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)， 并使用回聲抵消器的輸出信號(hào)作為第二信號(hào)。然后，回聲抑制設(shè)備估 計(jì)第二信號(hào)(遠(yuǎn)端信號(hào)，回聲)泄漏到第一信號(hào)(近端信號(hào))中的串
擾量，并基于估計(jì)結(jié)果校正第一信號(hào)。
回聲串?dāng)_量的估計(jì)值是根據(jù)在未檢測(cè)到近端音頻期間第二信號(hào)的 幅度或功率的量與根據(jù)第一信號(hào)的幅度或功率的量之間的比率。在現(xiàn) 有技術(shù)第四示例的回聲抑制設(shè)備中，針對(duì)第一和第二信號(hào)中的每個(gè)頻 率分量，使用第一和第二信號(hào)計(jì)算估計(jì)的回聲串?dāng)_量，并基于所計(jì)算 的估計(jì)值來(lái)校正第一信號(hào)。
雖然不是對(duì)聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間的聲耦合所產(chǎn)生的回聲進(jìn)
行抑制的技術(shù)，但是例如日本專利公開(kāi)No.2004-12884中描述了一種 用于去除輸入信號(hào)中包含的噪聲的技術(shù)(以下稱作現(xiàn)有技術(shù)第五示 例)。
在現(xiàn)有技術(shù)第五示例中，使用輸入音頻譜來(lái)估計(jì)每個(gè)預(yù)定頻率范 圍的噪聲譜，并從輸入音頻譜中減去所估計(jì)的噪聲譜。但是，設(shè)定了 已知的向下取整(flooring)系數(shù)P，以使減去的量不會(huì)過(guò)大，艮口，限
制了減去的量，以使減法結(jié)果不小于或等于"px輸入音頻譜"。
上述現(xiàn)有技術(shù)第一和第二示例的回聲抑制設(shè)備在非線性元素(例 如回聲路徑中產(chǎn)生的失真)較小時(shí)可以充分抑制回聲。但是，在實(shí)際 設(shè)備中，例如揚(yáng)聲器具有較大的非線性元素。包含失真的回聲路徑的 傳遞函數(shù)是非線性的，因此線性回聲抵消器30無(wú)法仿真回聲路徑的準(zhǔn) 確傳遞函數(shù)。具體而言，當(dāng)移動(dòng)電話等中使用的小型揚(yáng)聲器生成音量 等級(jí)較高的聲音時(shí)，聲音中包含的大量失真將回聲抑制限制到大約 20dB。在這種情況下，回聲作為近端信號(hào)傳輸并對(duì)于遠(yuǎn)端揚(yáng)聲器是可 聽(tīng)到的，從而難以進(jìn)行對(duì)話。
相反，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第三和第四示例，特別是現(xiàn)有技術(shù)第四示 例，即使回聲路徑中產(chǎn)生的失真較大，也能充分抑制回聲。但是，在 現(xiàn)有技術(shù)第四示例的回聲抑制設(shè)備中，當(dāng)由于近端噪聲等的影響而無(wú) 法準(zhǔn)確估計(jì)回聲串?dāng)_量時(shí)，基于估計(jì)的回聲串?dāng)_量而校正的校正后第 一信號(hào)質(zhì)量降低。即，無(wú)法充分抑制回聲，或者近端信號(hào)中產(chǎn)生了大 量失真(近端音頻+近端噪聲)。當(dāng)產(chǎn)生失真時(shí)，近端信號(hào)的聲音失真， 就好像是通過(guò)遠(yuǎn)端信號(hào)調(diào)制了一樣。具體而言，只有在遠(yuǎn)端信號(hào)的幅 度較大時(shí)，近端信號(hào)才成為減弱的(muffled)聲音。例如，當(dāng)近端信 號(hào)是聽(tīng)起來(lái)像"zhaa"的穩(wěn)態(tài)噪聲時(shí)，穩(wěn)態(tài)噪聲失真，聽(tīng)起來(lái)像"zow
ZOW"，就好像是通過(guò)遠(yuǎn)端信號(hào)調(diào)制了一樣。另一方面，當(dāng)近端信號(hào)是 音頻時(shí)，只有在遠(yuǎn)端信號(hào)的幅度較大時(shí)，近端信號(hào)才成為減弱的聲音。 在后一種情況下，因?yàn)榻艘纛l本身改變量較大，所以通過(guò)遠(yuǎn)端(干 擾音)調(diào)制的聲音掩埋在近端音頻中，從而不容易聽(tīng)到。但是，在前 一種情況下，穩(wěn)態(tài)噪聲通過(guò)遠(yuǎn)端信號(hào)調(diào)制并轉(zhuǎn)換成了干擾音。具體地， 在現(xiàn)有技術(shù)第四示例中，當(dāng)在將近端音頻連同高電平噪聲一起輸入回 聲抑制設(shè)備的環(huán)境中使用該設(shè)備時(shí)，語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果中的誤差很可能增 大，因此回聲串?dāng)_量的估計(jì)準(zhǔn)確度降低，導(dǎo)致更大干擾音。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種回聲抑制方法和設(shè)備，其能夠在 即使回聲路徑產(chǎn)生大量失真時(shí)也充分抑制回聲，并減小由遠(yuǎn)端信號(hào)引 起的近端信號(hào)的干擾調(diào)制聲音。
在本發(fā)明中，上述目的實(shí)現(xiàn)如下使用聲音拾取裝置的輸出信號(hào)，
或者使用從聲音拾取裝置的輸出信號(hào)中減去回聲抵消器的輸出信號(hào)而 得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)，使用回聲抵消器的輸出信號(hào)作為第二信
號(hào)，使用對(duì)第二信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正 第一信號(hào)，并將校正的第一信號(hào)限制為不小于所估計(jì)的近端噪聲的估 計(jì)值，其中第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到第一信號(hào)中的回聲。
當(dāng)回聲抵消器是線性回聲抵消器時(shí)，遠(yuǎn)端信號(hào)中包含的諧波分量 幾乎直接出現(xiàn)在回聲抵消器的輸出中。即使在回聲抵消器是非線性回 聲抵消器時(shí)，回聲抵消器的輸出也包含若干包含在遠(yuǎn)端信號(hào)中的諧波
另一方面，聲音拾取裝置(麥克風(fēng))的輸出信號(hào)包含由近端噪聲、 聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間的聲耦合產(chǎn)生的遠(yuǎn)端信號(hào)回聲以及聲失真 產(chǎn)生的諧波分量。通過(guò)使用諧波分量的比例的估計(jì)值(即，由非線性 分量導(dǎo)致的回聲串?dāng)_量)和第二信號(hào)來(lái)估計(jì)第一信號(hào)中包含的回聲量， 并從第一信號(hào)中減去估計(jì)量，或者通過(guò)使用估計(jì)的串?dāng)_值、第一信號(hào) 和第二信號(hào)來(lái)估計(jì)第一信號(hào)中包含的近端信號(hào)的比例，并用估計(jì)的比
例乘以第一信號(hào)，可以從第一信號(hào)中去除回聲中的非線性分量。然后，
通過(guò)使用估計(jì)的串?dāng)_值將校正的第一信號(hào)限制為不小于估計(jì)的近端噪 聲，可以減小由遠(yuǎn)端信號(hào)引起的、并與使用錯(cuò)誤估計(jì)的串?dāng)_值來(lái)去除 回聲中的非線性分量相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的近端信號(hào)的干擾調(diào)制聲音。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用估計(jì)的串?dāng)_值來(lái)校正第一信號(hào)，即使在回 聲路徑產(chǎn)生大量失真時(shí)，也可以充分抑制回聲。此外，通過(guò)將校正的 第一信號(hào)限制為不小于估計(jì)的近端噪聲，可以減小由遠(yuǎn)端信號(hào)引起的 近端信號(hào)的干擾調(diào)制聲音。


圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)第一示例的回聲抑制設(shè)備的配置框圖。
圖2是示出了圖1所示線性回聲抵消器的示例配置的框圖。 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的示例配置的框圖。 圖4是示出了圖3所示轉(zhuǎn)換器的示例配置的框圖。 圖5是示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖，該實(shí)驗(yàn)用于研究回聲復(fù)制信號(hào)譜與
殘余回聲譜之間的相關(guān)。
圖6是示出了包括多個(gè)揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的移動(dòng)電話的示例配置的視圖。
圖7是示出了可以充分抑制回聲的串?dāng)_系數(shù)與線性回聲抵消器的 輸出信號(hào)功率之間的關(guān)系的圖。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第一示例實(shí)施例的配 置的框圖。
圖9是示出了圖8所示系數(shù)產(chǎn)生器的示例配置的框圖。 圖IO是示出了圖8所示系數(shù)產(chǎn)生器的另一示例配置的框圖。 圖11是示出了圖8所示譜減法器的示例配置的框圖。 圖12是示出了圖11所示傅立葉系數(shù)減法器的示例配置的框圖。 圖13是示出了圖12所示譜估計(jì)器的示例配置的框圖。 圖14是示出了圖12所示噪聲估計(jì)器的示例配置的框圖。 圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第二示例實(shí)施例的 配置的框圖。
圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第三示例實(shí)施例的 配置的框圖。
圖17是示出了圖16所示譜抑制器的示例配置的框圖。
圖18是示出了圖17所示傅立葉系數(shù)乘法器的第一示例配置的框圖。
圖19是示出了圖18所示增益轉(zhuǎn)換器的示例配置的框圖。 圖20是示出了圖18所示譜估計(jì)器的第二示例配置的框圖。 圖21是示出了圖20所示幅度提取器的示例配置的框圖。 圖22是示出了圖20所示幅度提取器的另一示例配置的框圖。 圖23是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第四示例實(shí)施例的 配置的框圖。
圖24是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第五示例實(shí)施例的 配置的框圖。
圖25是示出了圖24所示回聲抵消器的示例配置的框圖。 圖26是示出了圖24所示譜減法器的示例配置的框圖。 圖27是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第六示例實(shí)施例的 配置的框圖。
圖28是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第七示例實(shí)施例的 配置的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的示例配置的框圖。 如圖3所示，本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備是將圖1所示現(xiàn)有技術(shù)第一 示例的回聲抑制設(shè)備與系數(shù)產(chǎn)生器200和轉(zhuǎn)換器100組合而成的設(shè)備， 系數(shù)產(chǎn)生器200產(chǎn)生用于計(jì)算泄漏到近端信號(hào)中的遠(yuǎn)端信號(hào)(回聲) 串?dāng)_量的系數(shù)(以下稱為串?dāng)_系數(shù))，其中串?dāng)_是由于麥克風(fēng)1與揚(yáng)聲 器2之間的聲耦合而發(fā)生的，轉(zhuǎn)換器100使用麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)或 減法器4的輸出信號(hào)作為第一信號(hào)，使用線性回聲抵消器3的輸出信 號(hào)作為第二信號(hào)，基于由系數(shù)產(chǎn)生器200產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)和第二信號(hào) 來(lái)校正第一信號(hào)，并輸出通過(guò)從第一信號(hào)中去除回聲而得到的近端信
號(hào)。從端子10輸入向揚(yáng)聲器2輸入的遠(yuǎn)端信號(hào)，并從端子9輸出近端 信號(hào)。線性回聲抵消器3可以是非線性回聲抵消器。
轉(zhuǎn)換器ioo使用第一信號(hào)和第二信號(hào)來(lái)估計(jì)回聲串?dāng)_量，并基于
估計(jì)值(以下稱為估計(jì)串?dāng)_值)校正第一信號(hào)。備選地，將在系數(shù)產(chǎn)
生器200中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)用作估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正第一信號(hào)。在該操
作中，將使用估計(jì)串?dāng)_值校正的校正后的第一信號(hào)(絕對(duì)值)限制為 不小于已單獨(dú)估計(jì)的估計(jì)近端噪聲(絕對(duì)值)。在將第一和第二信號(hào)劃 分成預(yù)定頻率范圍中的信號(hào)之后，針對(duì)每個(gè)頻率范圍，執(zhí)行上述過(guò)程。
優(yōu)選地，系數(shù)產(chǎn)生器200根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)定使用條件，在串?dāng)_系數(shù) 之間切換。
圖4是示出了圖3所示轉(zhuǎn)換器的示例配置的框圖。
如圖4所示，轉(zhuǎn)換器IOO包括頻率劃分器160和161、 M個(gè)校正 器166m (m=l到M)和頻率合成器164。
頻率劃分器160將通過(guò)端子162輸入的第一信號(hào)劃分成各個(gè)預(yù)定 頻率范圍的M個(gè)信號(hào)，并將這些信號(hào)輸出至對(duì)應(yīng)于各個(gè)頻率范圍的校 正器166m。頻率劃分器161將通過(guò)端子163輸入的第二信號(hào)劃分成 各個(gè)預(yù)定頻率范圍的M個(gè)信號(hào)，并將這些信號(hào)輸出至對(duì)應(yīng)于各個(gè)頻率 范圍的校正器166m。
校正器166m使用經(jīng)由端子167從語(yǔ)音檢測(cè)器5輸入的語(yǔ)音檢測(cè) 結(jié)果、使用相應(yīng)頻率范圍的第一和第二信號(hào)計(jì)算的估計(jì)串?dāng)_值以及第 二信號(hào)來(lái)校正第一信號(hào)，并將校正信號(hào)輸出至頻率合成器164。備選 地，校正器166m使用通過(guò)端子167輸入的、系數(shù)產(chǎn)生器200中產(chǎn)生 的串?dāng)_系數(shù)作為估計(jì)串?dāng)_值，使用該估計(jì)值和第二信號(hào)來(lái)校正第一信 號(hào)，并將校正信號(hào)輸出至頻率合成器164。在頻率合成器164中對(duì)校 正器166m的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率合成，并從端子165輸出合成信號(hào)。
可以只使用串?dāng)_系數(shù)和根據(jù)第一和第二信號(hào)計(jì)算的值之中的一個(gè) 作為估計(jì)串?dāng)_值，或者可以針對(duì)使用而適當(dāng)?shù)厍袚Q這兩個(gè)值。在這兩 種類型的估計(jì)串?dāng)_值之間切換的方法中，例如，當(dāng)近端音頻大于預(yù)定 閾值時(shí)，根據(jù)第一和第二信號(hào)計(jì)算估計(jì)串?dāng)_值，而當(dāng)近端音頻小于預(yù) 定閾值時(shí)，使用串?dāng)_系數(shù)作為估計(jì)串?dāng)_值。校正器166m使用估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正第一信號(hào)，并將校正信號(hào)限
制為不小于針對(duì)每個(gè)頻率范圍而估計(jì)的近端噪聲的估計(jì)值。具體而言，
校正器166m使用估計(jì)串?dāng)_值和第二信號(hào)來(lái)估計(jì)第一信號(hào)中包含的回 聲量，從第一信號(hào)中減去估計(jì)的回聲量，并將該減法所得的信號(hào)限制 為不小于近端噪聲的估計(jì)值。
備選地，可以使用估計(jì)串?dāng)_值和第二信號(hào)來(lái)估計(jì)第一信號(hào)中包含 的回聲量，并從第一信號(hào)中減去估計(jì)的回聲量。將該減法所得的信號(hào) 限制為不小于近端噪聲的估計(jì)值，并將其用作第三信號(hào)。然后，使用 第三信號(hào)和第一信號(hào)來(lái)估計(jì)第一信號(hào)中包含的近端信號(hào)的比例，并用 估計(jì)的比例乘以第一信號(hào)。
頻率劃分器160和161使用任意線性變換，例如傅立葉變換、余 弦變換、子帶分析濾波器組等，來(lái)執(zhí)行頻率劃分。頻率合成器164使 用響應(yīng)于頻率劃分器160和161中使用的線性變換的傅立葉逆變換、 余弦逆變換和子帶合成濾波器組，來(lái)執(zhí)行頻率合成。
本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)第四示例的回聲抑制設(shè)備的不 同之處在于，使用估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正第一信號(hào)，并將校正信號(hào)限制為 不小于估計(jì)的近端噪聲。根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備，因?yàn)樾Ｕ牡?一信號(hào)不會(huì)小于近端噪聲，所以即使估計(jì)串?dāng)_值錯(cuò)誤時(shí)，也可以減小 由遠(yuǎn)端信號(hào)引起的近端信號(hào)的干擾調(diào)制聲音。
此外，本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備與適當(dāng)?shù)厥褂玫谝缓偷诙盘?hào)來(lái)計(jì) 算回聲串?dāng)_量的現(xiàn)有技術(shù)第四示例的不同之處在于，串?dāng)_系數(shù)是常數(shù)。 在現(xiàn)有技術(shù)的第四示例中，認(rèn)為常數(shù)串?dāng)_系數(shù)不合適，因?yàn)榛芈暣當(dāng)_ 量依賴于遠(yuǎn)端信號(hào)的頻譜分布。但是，本發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了只要 目的是進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)話，女性和男性語(yǔ)音之間的頻譜分布差別程度就能 允許使用常數(shù)作為串?dāng)_系數(shù)，并能夠充分抑制回聲。下面詳細(xì)地描述 該結(jié)論。
圖5是示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖，該實(shí)驗(yàn)用于研究回聲復(fù)制信號(hào)譜與 殘余回聲譜之間的相關(guān)。圖5所示每幅圖的橫軸表示回聲復(fù)制信號(hào)的 幅度(線性回聲抵消器3的輸出幅度)，縱軸表示殘余回聲的幅度(第 一信號(hào)中包含的回聲分量)。
該相關(guān)的斜率(殘余回聲幅度/回聲復(fù)制幅度)表示回聲失真的大 小。斜率越大，失真越大。即，該相關(guān)的斜率對(duì)應(yīng)于串?dāng)_系數(shù)。
圖5示出了即使是根據(jù)同一女性語(yǔ)音導(dǎo)出的相關(guān)斜率也會(huì)隨頻率 而改變。對(duì)于男性語(yǔ)音，這也成立。但是，對(duì)于同一頻率，女性語(yǔ)音 的相關(guān)斜率與男性語(yǔ)音的相關(guān)斜率基本上相同。雖然圖5未示出，但 是當(dāng)遠(yuǎn)端信號(hào)是諸如音樂(lè)等在譜分布上與人類語(yǔ)音差別很大的聲音
時(shí)，即使在圖5曲線所示的那些相同頻率(1250Hz和3125Hz)上， 相關(guān)斜率也完全不同于人類語(yǔ)音。這是因?yàn)榘休^低頻率分量的音 樂(lè)等包含比人類語(yǔ)音更多的產(chǎn)生諧波的頻率分量，而這些諧波導(dǎo)致殘 余回聲。
如上所述，已證實(shí)了回聲復(fù)制信號(hào)與殘余回聲之間的相關(guān)的斜率 依賴于遠(yuǎn)端信號(hào)的頻譜分布，但是對(duì)于每一頻率，女性和男性語(yǔ)音之 間的頻譜分布差別程度不會(huì)顯著改變相關(guān)斜率，而女性和男性語(yǔ)音的 相關(guān)斜率彼此相似。該結(jié)果證明了只要目的是進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)話，就可以 使用相同的串?dāng)_系數(shù)。
但是，如圖5所示，回聲復(fù)制信號(hào)與殘余回聲之間的相關(guān)的斜率 隨頻率而改變。因此，通過(guò)在系數(shù)產(chǎn)生器200中針對(duì)第一信號(hào)的頻率 范圍產(chǎn)生不同的串?dāng)_系數(shù)，并在轉(zhuǎn)換器100中根據(jù)每個(gè)頻率范圍而使 用串?dāng)_系數(shù)來(lái)校正第一信號(hào)，可以充分地抑制回聲。
認(rèn)為并未受到線性回聲抵消器3充分抑制的失真回聲聲音廣義地 劃分成揚(yáng)聲器2自身中生成的失真聲音、以及在放置麥克風(fēng)l和揚(yáng)聲 器2的外殼振動(dòng)時(shí)生成的失真聲音。此外，這些失真聲音根據(jù)施加有 回聲抑制的設(shè)備的使用條件而改變。因此，系數(shù)產(chǎn)生器200根據(jù)施加 有回聲抑制的設(shè)備的使用條件，如所希望地在串?dāng)_系數(shù)之間切換，并 輸出選擇的串?dāng)_系數(shù)。
下面，參照根據(jù)例如移動(dòng)電話的使用條件來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)的情況， 進(jìn)行描述。
在揚(yáng)聲器2自身中生成的失真聲音源自非線性揚(yáng)聲器特性。因此， 如圖6所示，在移動(dòng)電話中，其中適當(dāng)?shù)卦谔匦员舜瞬煌亩鄠€(gè)揚(yáng)聲 器301和303之間進(jìn)行切換，失真回聲聲音依賴于使用哪個(gè)揚(yáng)聲器。
在這種使用條件下，可以檢測(cè)正在使用的揚(yáng)聲器，并根據(jù)檢測(cè)到的揚(yáng) 聲器來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。
在只配備有一個(gè)揚(yáng)聲器2的移動(dòng)電話中，當(dāng)揚(yáng)聲器2和麥克風(fēng)1 之間的位置關(guān)系改變時(shí)，從揚(yáng)聲器2達(dá)到麥克風(fēng)1的失真聲音的大小 發(fā)生變化，從而回聲的失真也發(fā)生變化。在這種使用條件下，可以檢 測(cè)揚(yáng)聲器2相對(duì)于麥克風(fēng)1的位置，并根據(jù)檢測(cè)到的相對(duì)位置來(lái)切換
串?dāng)_系數(shù)。例如，在圖6所示的折疊式移動(dòng)電話300中，因?yàn)殂q合部 321的角度確定了揚(yáng)聲器2和麥克風(fēng)1之間的位置關(guān)系，所以可以檢 測(cè)鉸合部321的角度，并根據(jù)該角度來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。
在圖6所示的折疊式移動(dòng)電話300中，當(dāng)適當(dāng)?shù)厍袚Q并使用多個(gè) 麥克風(fēng)311和312時(shí)，相對(duì)于揚(yáng)聲器2的位置關(guān)系依據(jù)使用哪個(gè)麥克 風(fēng)而改變。在這種使用條件下，可以檢測(cè)正在使用的麥克風(fēng)，并可以 根據(jù)檢測(cè)到的麥克風(fēng)的位置，將串?dāng)_系數(shù)切換到預(yù)定的系數(shù)。
另一方面，由外殼振動(dòng)產(chǎn)生的失真聲音主要是在連接各個(gè)部分的 接合處生成的。例如，當(dāng)從揚(yáng)聲器2輸出的聲音引起外殼振動(dòng)，并且 從連接各個(gè)部分的接合處產(chǎn)生失真聲音時(shí)，失真聲音輸入至麥克風(fēng)1， 作為回聲的失真。因此，當(dāng)揚(yáng)聲器2的聲級(jí)改變時(shí)，從揚(yáng)聲器2傳輸 至外殼的聲能改變，在連接各個(gè)部分的接合處產(chǎn)生的失真聲音也改變。 在這種使用條件下，可以檢測(cè)揚(yáng)聲器2已設(shè)定要產(chǎn)生的聲級(jí)，并可以
根據(jù)設(shè)定的聲級(jí)來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。
在圖6所示的折疊式移動(dòng)電話300中，外殼振動(dòng)量依據(jù)移動(dòng)電話
是否完全折疊而發(fā)生變化，在連接各個(gè)部分的接合處產(chǎn)生的失真聲音 也改變。在這種使用條件下，可以執(zhí)行檢測(cè)以確定移動(dòng)電話300是否 完全折疊，并可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。
在圖6所示的折疊式移動(dòng)電話300中，揚(yáng)聲器的位置隨折疊角度 而改變，由此從揚(yáng)聲器2傳輸?shù)穆暷?即使是在外殼中的相同位置處 測(cè)量的)隨鉸合部321的角度而改變，從而在連接各個(gè)部分的接合處 產(chǎn)生的失真聲音也改變。在這種使用條件下，可以檢測(cè)鉸合部321的 角度，并可以根據(jù)該角度來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。
在滑蓋式移動(dòng)電話中，可以執(zhí)行檢測(cè)來(lái)確定是否發(fā)生了滑動(dòng)操作
或者來(lái)確定滑動(dòng)量，并可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。在包括滑 動(dòng)和折疊機(jī)構(gòu)的移動(dòng)電話中，可以執(zhí)行檢測(cè)，以確定鉸合部的角度、 移動(dòng)電話是否折疊、是否發(fā)生滑動(dòng)操作、或者滑動(dòng)量，并可以根據(jù)檢 測(cè)結(jié)果來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。在不是滑蓋式或折疊式的移動(dòng)電話中，可以 執(zhí)行檢測(cè)，以確定會(huì)改變向連接外殼中各個(gè)部分的接合處傳輸?shù)穆暷?的因素、或者確定對(duì)回聲聲級(jí)的變化產(chǎn)生影響的因素，并可以根據(jù)檢 測(cè)結(jié)果來(lái)切換串?dāng)_系數(shù)。
此外，本發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了從線性回聲抵消器3中輸出的信 號(hào)的功率或幅度增加會(huì)改變回聲路徑的非線性。即，當(dāng)在麥克風(fēng)l的 輸出信號(hào)不包含近端信號(hào)的條件下生成失真回聲時(shí)，執(zhí)行研究，以確 定可以充分抑制回聲的串?dāng)_系數(shù)與線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)的功
率之間的關(guān)系，并提供了如圖7所示的結(jié)果。圖7示出了以1875Hz 為中心的頻帶上線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)與相應(yīng)串?dāng)_系數(shù)之間的 關(guān)系。圖7所示圖的橫軸表示線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)的功率， 縱軸表示可以充分抑制回聲的串?dāng)_系數(shù)。
從圖7所示的標(biāo)繪點(diǎn)分布可見(jiàn)，可以充分抑制回聲的串?dāng)_系數(shù)在 線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)的功率達(dá)到2000000時(shí)突然改變。認(rèn)為 原因在于由非線性揚(yáng)聲器特性造成的回聲失真突然增大，這是因?yàn)椋?當(dāng)線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)的功率較大時(shí)，表示輸入至線性回聲 抵消器3的信號(hào)的功率(即，輸入揚(yáng)聲器2的遠(yuǎn)端信號(hào))也較大。
所以，在本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備中，檢測(cè)從線性回聲抵消器3輸 出的信號(hào)的功率或幅度，作為使用條件，并根據(jù)檢測(cè)值切換串?dāng)_系數(shù)。 在該方法中，可以用遠(yuǎn)端信號(hào)的功率或幅度，或者用遠(yuǎn)端信號(hào)中包含 的特定頻率分量的功率或幅度，來(lái)替換線性回聲抵消器3的輸出信號(hào) 的功率或幅度。
基于線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)在串?dāng)_系數(shù)之間切換的方法與 基于揚(yáng)聲器2設(shè)定產(chǎn)生的聲級(jí)在串?dāng)_系數(shù)之間切換的方法相似。但是， 在后一方法中，即使在沒(méi)有遠(yuǎn)端信號(hào)，從而不需要回聲抑制時(shí)，也選 擇根據(jù)聲級(jí)設(shè)置的串?dāng)_系數(shù)。另一方面，前一方法優(yōu)于后一方法的原 因在于，不會(huì)選擇這種錯(cuò)誤串?dāng)_系數(shù)。在上述用于在串?dāng)_系數(shù)之間切換的方法中，不必檢測(cè)上述所有使 用條件在串?dāng)_系數(shù)之間切換，而是可以檢測(cè)一種或更多種使用條件， 以在串?dāng)_系數(shù)之間切換。
例如，在使用配備有多個(gè)攝像機(jī)的移動(dòng)電話來(lái)進(jìn)行呼叫，同時(shí)雙 方交換視頻(所謂的TV電話)的情況下，以及在根據(jù)移動(dòng)電話中正 在使用的攝像機(jī)來(lái)自動(dòng)切換麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的情況下，可以基于攝像 機(jī)捕獲的圖像信息來(lái)檢測(cè)正在使用的麥克風(fēng)或揚(yáng)聲器，而不是直接檢 測(cè)正在使用的麥克風(fēng)或揚(yáng)聲器。
當(dāng)確定了在串?dāng)_系數(shù)之間切換時(shí)使用的使用條件時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或 計(jì)算機(jī)仿真來(lái)確定對(duì)應(yīng)于該使用條件的最優(yōu)串?dāng)_系數(shù)，并在系數(shù)產(chǎn)生
器200中保存串?dāng)_系數(shù)以及相應(yīng)的使用條件。
可以檢測(cè)可由設(shè)置在回聲抑制設(shè)備外部的傳感器等檢測(cè)的使用條 件，例如鉸合部角度、揚(yáng)聲器設(shè)定要產(chǎn)生的聲級(jí)和正在使用的揚(yáng)聲器
等，并將檢測(cè)結(jié)果輸入系數(shù)產(chǎn)生器200。可以在回聲抑制設(shè)備中檢測(cè) 其他使用條件，例如遠(yuǎn)端信號(hào)的功率或幅度、線性回聲抵消器3的輸 出信號(hào)的功率或幅度、以及遠(yuǎn)端信號(hào)中包含的特定頻率分量的功率或 幅度，并將檢測(cè)結(jié)果輸入系數(shù)產(chǎn)生器200。
根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備，因?yàn)槭褂霉烙?jì)串?dāng)_值來(lái)校正第一信 號(hào)，并將校正信號(hào)限制為不小于近端噪聲的估計(jì)值，即使所計(jì)算的估 計(jì)串?dāng)_值錯(cuò)誤時(shí)，也可以減小由遠(yuǎn)端信號(hào)引起的近端信號(hào)的干擾調(diào)制 聲音。此外，通過(guò)使用根據(jù)預(yù)定使用條件而預(yù)先設(shè)定的常數(shù)串?dāng)_系數(shù)， 作為估計(jì)串?dāng)_值，即使在輸入高電平噪聲作為近端音頻的環(huán)境中，也 可以充分抑制與回聲路徑相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的回聲，這是因?yàn)槌?shù)串?dāng)_系 數(shù)不受噪聲影響。
下面，參照附圖，描述根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的示例實(shí)施例。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第一示例實(shí)施例的配 置的框圖。
在第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，使用譜減法器6作為圖3
所示的轉(zhuǎn)換器100。
第一示例實(shí)施例中的系數(shù)產(chǎn)生器200產(chǎn)生串?dāng)_系數(shù)，該串?dāng)_系數(shù) 指示了上述由于麥克風(fēng)1和揚(yáng)聲器2之間的聲耦合而發(fā)生的回聲串?dāng)_
譜減法器6接收減法器4的輸出信號(hào)、線性回聲抵消器3的輸出 信號(hào)、在系數(shù)產(chǎn)生器200中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)和來(lái)自語(yǔ)音檢測(cè)器5的語(yǔ) 音檢測(cè)結(jié)果。
譜減法器6將減法器4的輸出信號(hào)和線性回聲抵消器3的輸出信 號(hào)分成各個(gè)預(yù)定頻率范圍上的信號(hào)，并從劃分的頻率范圍中的信號(hào)分 量中去除回聲。
<系數(shù)產(chǎn)生器200>
圖9是示出了圖8所示系數(shù)產(chǎn)生器的示例配置的框圖。 圖9所示系數(shù)產(chǎn)生器200包括系數(shù)存儲(chǔ)器201，系數(shù)存儲(chǔ)器201 保存適合從頻帶1到頻帶M的頻率范圍的串?dāng)_系數(shù)。
系數(shù)產(chǎn)生器200讀取系數(shù)存儲(chǔ)器201中存儲(chǔ)的每個(gè)頻率范圍(頻 帶)的串?dāng)_系數(shù)，并將其輸出至譜減法器6。這種串?dāng)_系數(shù)對(duì)應(yīng)于例 如圖5所示的頻率1250Hz上的相關(guān)斜率和頻率3125Hz上的相關(guān)斜率。
圖IO是示出了圖8所示系數(shù)產(chǎn)生器的另一示例配置的框圖。
圖10所示系數(shù)產(chǎn)生器200包括系數(shù)存儲(chǔ)器202，其保存適合從 頻帶1到頻帶M的頻率范圍的一組串?dāng)_系數(shù)；以及使用條件檢測(cè)器 203，其檢測(cè)包括有本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的系統(tǒng)的多種使用條件。
圖10所示系數(shù)產(chǎn)生器200從對(duì)應(yīng)于每個(gè)頻率范圍的串?dāng)_系數(shù)組中 讀取串?dāng)_系數(shù)，并將讀取的串?dāng)_系數(shù)輸出至譜減法器6，這里，要讀 取的串?dāng)_系數(shù)與在使用條件檢測(cè)器203中檢測(cè)到的使用條件相對(duì)應(yīng)。
在圖IO所示的配置中，對(duì)應(yīng)于每個(gè)頻率范圍的串?dāng)_系數(shù)組包括針 對(duì)使用條件l的串?dāng)_系數(shù)、針對(duì)使用條件2的串?dāng)_系數(shù)，...，針對(duì)使 用條件N的串?dāng)_系數(shù)，N是至少為2的任意值。
作為使用條件的示例，為了檢測(cè)揚(yáng)聲器2設(shè)定要產(chǎn)生的聲級(jí)，使
用條件檢測(cè)器203包括傳感器，其檢測(cè)揚(yáng)聲器2設(shè)定要產(chǎn)生的聲級(jí); 以及鑒別器，其將檢測(cè)到的設(shè)定的聲級(jí)與預(yù)定閾值相比較，并將比較 結(jié)果轉(zhuǎn)換為表示至少兩個(gè)值的數(shù)字值。
作為使用條件的另一示例，為了檢測(cè)折疊式移動(dòng)電話中鉸合部的 角度。在這種情況下，使用條件檢測(cè)器203包括傳感器(未示出)， 其檢測(cè)鉸合部的角度；以及鑒別器(未示出)，其將檢測(cè)到的角度與預(yù)
定閾值相比較，并將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為表示至少兩個(gè)值的數(shù)字值。 作為使用條件的另一示例，為了對(duì)配備有多個(gè)揚(yáng)聲器的移動(dòng)電話
中正在使用的揚(yáng)聲器進(jìn)行檢測(cè)，使用條件檢測(cè)器203包括判斷單元(未 示出)，其判斷正在使用哪個(gè)揚(yáng)聲器，并使用表示至少兩個(gè)值的數(shù)字值 來(lái)輸出判斷結(jié)果。
作為使用條件的另一示例，為了對(duì)配備有多個(gè)麥克風(fēng)的移動(dòng)電話 中正在使用的麥克風(fēng)進(jìn)行檢測(cè)，使用條件檢測(cè)器203包括判斷單元(未 示出)，其判斷正在使用哪個(gè)麥克風(fēng)，并使用表示至少兩個(gè)值的數(shù)字值 來(lái)輸出判斷結(jié)果。
作為使用條件的另一示例，為了檢測(cè)線性回聲抵消器3的輸出信 號(hào)的功率或幅度，使用條件檢測(cè)器203包括檢測(cè)器(未示出)，其檢 測(cè)線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)的功率或幅度；以及鑒別器(未示出)， 其將檢測(cè)到的功率或幅度與閾值相比較，并將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為表示至 少兩個(gè)值的數(shù)字值。例如，當(dāng)包括本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的系統(tǒng)的特 征如圖5所示時(shí)，當(dāng)線性回聲抵消器3的輸出功率達(dá)到2000000時(shí)， 必要的串?dāng)_系數(shù)突然從1改變到20。因此，可以將閾值設(shè)定為2000000， 并在輸出功率小于或等于2000000時(shí)輸出"0"，而在輸出功率大于 2000000時(shí)輸出"1"。
除了上述使用條件之外，還可以使用任何使用條件，只要該使用 條件會(huì)影響回聲串?dāng)_量。也可以使用多種使用條件的組合。
系數(shù)存儲(chǔ)器202從對(duì)應(yīng)于頻率范圍而預(yù)先寄存(preregister)的多 個(gè)串?dāng)_系數(shù)中選擇與使用條件檢測(cè)器203的輸出信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)串 擾系數(shù)，并將選擇的串?dāng)_系數(shù)輸出至譜減法器6。
例如，當(dāng)將線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)的功率特性用作使用條
件時(shí)，使用圖7中實(shí)線指示的兩個(gè)串?dāng)_系數(shù)"1"和"20"。這兩個(gè)串
擾系數(shù)對(duì)應(yīng)于以1875Hz為中心的頻率范圍。當(dāng)使用條件檢測(cè)器203 輸出"0"時(shí)，輸出串?dāng)_系數(shù)"l"，而當(dāng)使用條件檢測(cè)器203輸出"1" 時(shí)，輸出串?dāng)_系數(shù)"20"。
<譜減法器6>
圖11是示出了圖8所示譜減法器的示例配置的框圖。
如圖11所示，譜減法器6包括傅立葉變換器60和61、傅立葉系 數(shù)減法器66m (m=l到M)以及傅立葉逆變換器64。
傅立葉變換器60對(duì)減法器4的輸出信號(hào)執(zhí)行M點(diǎn)傅立葉變換， 并向?qū)?yīng)于各個(gè)頻率范圍的傅立葉系數(shù)減法器66m (m-l到M)輸出 處理結(jié)果(幅度和相位)，作為第一傅立葉系數(shù)。
傅立葉變換器61對(duì)線性回聲抵消器3輸出的回聲復(fù)制信號(hào)執(zhí)行 M點(diǎn)傅立葉變換，并向?qū)?yīng)于各個(gè)頻率范圍的傅立葉系數(shù)減法器66m 輸出處理結(jié)果(幅度和相位)，作為第二傅立葉系數(shù)。
每個(gè)傅立葉系數(shù)減法器66m接收從傅立葉變換器60輸出的第一 傅立葉系數(shù)和從傅立葉變換器61輸出的第二傅立葉系數(shù)、以及從系數(shù) 產(chǎn)生器200輸出的串?dāng)_系數(shù)和從圖8所示的語(yǔ)音檢測(cè)器5輸出的語(yǔ)音 檢測(cè)結(jié)果，使用接收信號(hào)的幅度分量執(zhí)行減法運(yùn)算，以計(jì)算傅立葉系 數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果(幅度和相位)輸出至傅立葉逆變換器64。
傅立葉逆變換器64對(duì)從傅立葉系數(shù)減法器661到66M輸出的傅 立葉系數(shù)組執(zhí)行傅立葉逆變換，并將處理結(jié)果的實(shí)部從端子65輸出。
參照?qǐng)D12描述圖11所示的傅立葉系數(shù)減法器66m (m=l到M)。
圖12是示出了圖11所示傅立葉系數(shù)減法器之一的示例配置的框圖。
如圖12所示，傅立葉系數(shù)減法器66m包括譜估計(jì)器771、噪聲 估計(jì)器778和限幅器772。
通過(guò)端子700向譜估計(jì)器771和噪聲估計(jì)器778提供從圖11所示 傅立葉變換器60中輸出的、針對(duì)每個(gè)頻率范圍的第一傅立葉系數(shù)。
通過(guò)端子703向譜估計(jì)器771提供從圖11所示傅立葉變換器61
中輸出的第二傅立葉系數(shù)。通過(guò)端子67向譜估計(jì)器771輸出系數(shù)產(chǎn)生 器20中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)，并通過(guò)端子167向譜估計(jì)器771輸出從語(yǔ)音 檢測(cè)器5輸出的語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果。
譜估計(jì)器771去除通過(guò)端子700提供的第一傅立葉系數(shù)中的回聲 分量，并將計(jì)算結(jié)果輸出至限幅器772。噪聲估計(jì)器778使用通過(guò)端 子700提供的第一傅立葉系數(shù)來(lái)估計(jì)近端噪聲的值，并將估計(jì)結(jié)果輸 出至限幅器772。
限幅器772使用從噪聲估計(jì)器778接收的近端噪聲的估計(jì)值來(lái)設(shè) 定從譜估計(jì)器771接收的信號(hào)的上限和下限。通過(guò)端子799向圖9所 示的傅立葉逆變換器64輸出限幅器772的輸出信號(hào)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D13描述圖12所示的譜估計(jì)器771。
圖13是示出了圖12所示的譜估計(jì)器的示例配置的框圖。
如圖13所示，譜估計(jì)器771包括選擇器791、估計(jì)器792、減法 器706和乘法器707。
向減法器706和估計(jì)器792提供通過(guò)圖12所示的端子700輸入的 第一傅立葉系數(shù)。向乘法器707和估計(jì)器792提供通過(guò)圖12所示的端 子703輸入的第二傅立葉系數(shù)。
估計(jì)器792使用通過(guò)端子167輸入的語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果、第一傅立葉
系數(shù)和通過(guò)端子703輸入的第二傅立葉系數(shù)，計(jì)算回聲的估計(jì)串?dāng)_值，
并向選擇器791輸出計(jì)算的估計(jì)串?dāng)_值。
為了計(jì)算回聲的估計(jì)串?dāng)_值，例如可以使用在現(xiàn)有技術(shù)第三示例
中描述的方法。即，估計(jì)串?dāng)_值可以是在麥克風(fēng)的輸出信號(hào)中未檢測(cè) 到近端音頻的時(shí)段上、對(duì)應(yīng)于第一信號(hào)的幅度或功率的值與對(duì)應(yīng)于第 二信號(hào)的幅度或功率的比率。備選地，估計(jì)串?dāng)_值可以是該比率的平 滑后的值。
備選地，可以在麥克風(fēng)的輸出信號(hào)中未檢測(cè)到近端音頻的時(shí)段上， 通過(guò)計(jì)算對(duì)對(duì)應(yīng)于第一信號(hào)的幅度或功率的值進(jìn)行平滑而得到的值與 對(duì)對(duì)應(yīng)于第二信號(hào)的幅度或功率的值進(jìn)行平滑而得到的值之間的比 率，并進(jìn)一步對(duì)該比率進(jìn)行平滑，來(lái)得到估計(jì)串?dāng)_值。
可以控制針對(duì)與第一和第二信號(hào)中每一個(gè)的幅度或功率相對(duì)應(yīng)的
值的平滑過(guò)程的時(shí)間常數(shù)，以使針對(duì)增加的第一和第二信號(hào)的時(shí)間常 數(shù)小于針對(duì)減少的第一和第二信號(hào)的時(shí)間常數(shù)。
優(yōu)選地，控制該比率的平滑過(guò)程的時(shí)間常數(shù)，以使時(shí)間常數(shù)在檢 測(cè)到近端音頻時(shí)較大或無(wú)限大，否則時(shí)間常數(shù)較小。備選地，可以控 制時(shí)間常數(shù)，以使在檢測(cè)到近端音頻時(shí)的時(shí)間常數(shù)比未檢測(cè)到近端音 頻時(shí)的時(shí)間常數(shù)大得多，同時(shí)，在未檢測(cè)到近端音頻時(shí)，時(shí)間常數(shù)較 小，或者在比率增大時(shí)的時(shí)間常數(shù)比在比率減小時(shí)的時(shí)間常數(shù)小。
選擇器791選擇通過(guò)端子67輸入的串?dāng)_系數(shù)或者估計(jì)器792中計(jì) 算的值，并將選擇的值作為回聲的估計(jì)串?dāng)_值輸出至乘法器707。
選擇器791可以只選擇上述兩個(gè)輸入之一，或者可以在兩個(gè)輸入 之間進(jìn)行切換并輸出選擇的那個(gè)輸入。作為選擇器791中選擇估計(jì)串 擾值的方法，例如，當(dāng)近端音頻或近端噪聲(如果存在)大于或等于 預(yù)定閾值時(shí)，選擇估計(jì)器792中計(jì)算的值，否則選擇通過(guò)端子67輸入 的串?dāng)_系數(shù)。
乘法器707將通過(guò)端子703輸入的第二傅立葉系數(shù)的幅度與從選 擇器791輸出的估計(jì)串?dāng)_值相乘，并向減法器706輸出計(jì)算結(jié)果，作 為回聲的估計(jì)值。
減法器706從通過(guò)端子700輸入的第一傅立葉系數(shù)中減去從乘法 器707輸出的回聲的估計(jì)值，并通過(guò)端子798輸出計(jì)算結(jié)果，作為針 對(duì)回聲受到抑制的信號(hào)的傅立葉系數(shù)的估計(jì)值。向圖IO所示的限幅器 772輸出通過(guò)端子798輸出的傅立葉系數(shù)的估計(jì)值。
接下來(lái)，參照?qǐng)D14描述圖12所示的噪聲估計(jì)器778。
圖14是示出了圖12所示的噪聲估計(jì)器的示例配置的框圖。
如圖14所示，噪聲估計(jì)器778包括減法器801、乘法器802、加 法器803、延遲器804、限幅器807和平滑系數(shù)確定單元810。
如圖14所示，噪聲估計(jì)器778通過(guò)端子800接收從傅立葉變換器 60輸出的第一傅立葉系數(shù)。
減法器810從第一傅立葉系數(shù)中減去延遲器804的輸出信號(hào)(噪 聲估計(jì)器778的輸出信號(hào))，將計(jì)算結(jié)果輸出至平滑系數(shù)確定單元810 和乘法器802。乘法器802將減法器801的輸出信號(hào)與平滑系數(shù)確定
單元810的輸出信號(hào)相乘，并將計(jì)算結(jié)果輸出至加法器803。加法器 803將乘法器802的輸出信號(hào)與延遲器804的輸出信號(hào)相加，并將計(jì) 算結(jié)果輸出至限幅器807。限幅器807設(shè)定加法器803的輸出信號(hào)的 上限和下限，以使輸出信號(hào)不超過(guò)預(yù)定設(shè)定的預(yù)定范圍，并將限幅信 號(hào)輸出至輸入端子899和延遲器804。延遲器804將限幅器807的輸 出信號(hào)延遲一個(gè)采樣時(shí)間，并將延遲的輸出信號(hào)輸出至減法器801和 加法器803。
圖14所示的噪聲估計(jì)器778具有的配置稱為泄漏積分器或一階 IIR型低通濾波器。但是，在圖14所示的噪聲估計(jì)器778中，確定估 計(jì)器778的時(shí)間常數(shù)的系數(shù)不是常數(shù)，而是從平滑系數(shù)確定單元810 提供的變量。平滑系數(shù)與平滑過(guò)程的時(shí)間常數(shù)成反比例。當(dāng)減法器801 的輸出信號(hào)為正時(shí)，即當(dāng)減法器801的輸出信號(hào)增加時(shí)，平滑系數(shù)確 定單元810輸出相對(duì)較小的系數(shù)，例如O.Ol，而當(dāng)減法器801的輸出 信號(hào)為負(fù)時(shí)，即當(dāng)減法器801的輸出信號(hào)減小時(shí)，平滑系數(shù)確定單元 810輸出相對(duì)較大的系數(shù)，例如0.5。
通過(guò)這樣控制平滑系數(shù)，噪聲估計(jì)器778的輸出信號(hào)增大的速率 (即，上升速率)減小，而噪聲估計(jì)器778的輸出信號(hào)減小的速率(即， 下降速率)增大。因此，在輸入至噪聲估計(jì)器778的信號(hào)之中，將具 有低信號(hào)電平的穩(wěn)態(tài)信號(hào)分量的幅度值輸出。穩(wěn)態(tài)分量即是近端噪聲， 可以認(rèn)為噪聲估計(jì)器778的輸出信號(hào)是近端噪聲的估計(jì)值(幅度值)。
圖12所示的限幅器772將例如針對(duì)回聲受到抑制的信號(hào)的傅立葉 系數(shù)估計(jì)值(從譜估計(jì)器771輸出的)與近端噪聲的傅立葉系數(shù)估計(jì) 值(從噪聲估計(jì)器778輸出的)相比較，并輸出這兩個(gè)值中較大的那 個(gè)。稍后將描述限幅器772的其他配置示例。
使用方程來(lái)描述圖12所示的傅立葉系數(shù)減法器66m的操作。
首先，針對(duì)使用估計(jì)器792中計(jì)算的值作為估計(jì)串?dāng)_值的情況， 描述該操作。
設(shè)S是近端信號(hào)的傅立葉系數(shù)，A是近端信號(hào)中包含的近端音頻 信號(hào)分量，E是回聲分量，N是噪聲分量。這些參數(shù)滿足如下關(guān)系 S=A+E+N…(1)
設(shè)R是遠(yuǎn)端信號(hào)的傅立葉系數(shù)?？梢哉J(rèn)為R的相位與回聲分量E 的相位基本相同，因?yàn)閮烧叩臅r(shí)間軸彼此符合。
當(dāng)不存在近端音頻信號(hào)分量A時(shí)，即，當(dāng)沒(méi)有近端音頻時(shí)，近端 信號(hào)S等于E+N， E+N是應(yīng)該一起去除的信號(hào)?？紤]在存在近端音 頻時(shí)，使用遠(yuǎn)端信號(hào)的傅立葉系數(shù)R來(lái)估計(jì)信號(hào)E+N，并從近端信號(hào) 中減去E+N。當(dāng)沒(méi)有近端音頻時(shí)，使用語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果對(duì)S/R進(jìn)行平滑， 并如下得到P1:
P1=Av[S/R]=Av[(E+N)/R] (2)
其中Av[，表示平滑過(guò)程。
P1表示遠(yuǎn)端信號(hào)R中泄漏到近端信號(hào)中成為回聲的那部分的近 似值，并對(duì)應(yīng)于回聲路徑中回聲的增益。
所以，P1乘以R得到值P2 (對(duì)應(yīng)于乘法器707的輸出信號(hào))， P2是回聲分量和噪聲分量的估計(jì)值。 P2-P1xR =RxAv[(E+N)/R]
=Ex[E+N] (3)
其中Ex卜]表示估計(jì)值。
從S中減去P2得到值P3 (對(duì)應(yīng)于減法器706的輸出信號(hào))。 P3-S-P2
=S-(RxAv[(E+N)/R])
=(A+E+N)-Ex[E+N
=Ex[A] (4)
艮P，減法器706的輸出信號(hào)P3是針對(duì)已去除了回聲分量E和噪 聲分量N的近端音頻的傅立葉系數(shù)分量A。
接下來(lái)，在使用系數(shù)產(chǎn)生器200中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)作為回聲的估 計(jì)串?dāng)_值的情況下，描述傅立葉系數(shù)減法器66m的操作。
如上所述，設(shè)S是近端信號(hào)的傅立葉系數(shù)，A是近端信號(hào)中包含 的近端音頻信號(hào)分量，E是回聲分量，N是噪聲分量。這些值滿足上 述方程(1)。
設(shè)R是遠(yuǎn)端信號(hào)的傅立葉系數(shù)，P1是串?dāng)_系數(shù)的值。串?dāng)_系數(shù)
P1是遠(yuǎn)端信號(hào)R中泄漏到近端信號(hào)中成為回聲的那部分的近似值， 并對(duì)應(yīng)于回聲路徑中回聲的增益。
所以，P1乘以R得到值P2 (對(duì)應(yīng)于乘法器707的輸出信號(hào))， P2是回聲分量的估計(jì)值。
P2=P1xR
-Ex[E
(3')
從S中減去P2得到值P3 (對(duì)應(yīng)于減法器706的輸出信號(hào))。
P3=S-P2
=S-P1xR
=(A+E+N)-Ex[E]
=Ex[A+N] (4')
即，減法器706的輸出信號(hào)P3是針對(duì)已去除了回聲分量E的近 端音頻的傅立葉系數(shù)分量A與噪聲分量N之和音頻。
如上所述，在理想條件下，可以使用估計(jì)器792中計(jì)算的估計(jì)串 擾值來(lái)去除回聲分量E和噪聲分量N，否則可以使用系數(shù)產(chǎn)生器200 中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)來(lái)去除回聲分量E。
但是，在實(shí)際應(yīng)用中，例如，由于錯(cuò)誤的語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果，估計(jì)器 792中的估計(jì)串?dāng)_值可能不正確。類似地，例如，由于錯(cuò)誤選擇了使 用條件，系數(shù)產(chǎn)生器200中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)可能是錯(cuò)誤的。在這種情 況下，無(wú)法充分抑制回聲，并且在近端信號(hào)中產(chǎn)生大量失真(近端音 頻+近端噪聲)，導(dǎo)致近端信號(hào)受到遠(yuǎn)端信號(hào)調(diào)制的現(xiàn)象。特別是使用 估計(jì)器792中計(jì)算的估計(jì)串?dāng)_值，本來(lái)是試圖也抑制噪聲分量N，但 是導(dǎo)致了近端信號(hào)受到遠(yuǎn)端信號(hào)的調(diào)制更嚴(yán)重的現(xiàn)象。如下所述，可 以使用限幅器772來(lái)緩解這種現(xiàn)象。
例如，當(dāng)沒(méi)有圖12所示的限幅器772，并且上述P1XR對(duì)回聲 分量E的近似不足時(shí)，A+N中產(chǎn)生失真。該失真作為噪聲分量N的 調(diào)制聲音是可聽(tīng)到的，產(chǎn)生了干擾聲音。
在這種情況下，在與方程(4')的第三行等效的方程 P3:A+N+(E-Ex[E])中，當(dāng)近端音頻A較小，(E-Ex[E])可與噪聲分量N 相比較時(shí)，P3的值在一些情況下比噪聲分量N的值小得多，噪聲分
量N就像經(jīng)過(guò)調(diào)制一樣被感知到。
另一方面，當(dāng)存在限幅器772時(shí)，限幅器772的輸出值P4可以 表示如下.-
P4=Max(A+N+E-Ex[E]' Ex[N])^Ex[N] ,,.(5)
其中Max(a, b)表示選擇了 a和b中較大者的運(yùn)算。
如方程(5)所示，限幅器772的輸出值P4總是大于Ex[N]。因 此，限幅器772的輸出值P4不會(huì)小于噪聲分量N，從而減小了噪聲 分量N的調(diào)制聲音。
第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備具有線性回聲抵消器3以及在譜 減法器6中執(zhí)行的針對(duì)頻率范圍的非線性運(yùn)算，這兩者彼此補(bǔ)充，從 而提供了充分去除回聲的能力。
艮P，例如在回聲路徑產(chǎn)生失真時(shí)，或者在線性回聲抵消器3執(zhí)行 的回聲路徑估計(jì)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，即使線性回聲抵消器3獨(dú)自無(wú)法充分抑 制回聲，譜減法器6也可以抑制回聲。
此外，通過(guò)使用線性回聲抵消器3的輸出信號(hào)來(lái)校正麥克風(fēng)的輸 出信號(hào)，可以抑制引起了失真的諧波分量，無(wú)需考慮由譜減法器6執(zhí) 行的頻率范圍上的非線性運(yùn)算無(wú)法獨(dú)立處理的時(shí)移，而是使用只采用 幅度值的簡(jiǎn)單估計(jì)。
此外，通過(guò)使用限幅器807來(lái)限制近端噪聲的估計(jì)值Ex[N]，可
以減小近端噪聲的調(diào)制聲音。
此外，通過(guò)將譜減法器6中使用的串?dāng)_系數(shù)P1設(shè)定為根據(jù)使用 條件預(yù)先設(shè)定的常數(shù)，即使在使用條件改變時(shí)，例如，在存在高電平 近端噪聲的環(huán)境中以及提供了失真較少的近端音頻的環(huán)境中，也可以 充分抑制回聲。
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第二示例實(shí)施例的 配置框圖。
第二示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備與第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè) 備的不同之處在于，譜減法器6接收麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)，而不是減
法器4的輸出信號(hào)。
在第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，線性回聲抵消器3去除回 聲的主分量，而在第二示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，譜減法器6去 除回聲的主分量。除了上述配置和操作之外，第二示例實(shí)施例與第一 示例實(shí)施例相同，如第一示例實(shí)施例中一樣，有利地去除了由于失真 產(chǎn)生的回聲。
所以，在第二示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，即使在線性回聲抵 消器3獨(dú)自無(wú)法充分抑制回聲時(shí)，例如在聲傳遞系統(tǒng)產(chǎn)生失真時(shí)，或
者在線性回聲抵消器3執(zhí)行的回聲路徑估計(jì)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，譜減法器6
也可以充分抑制回聲，與第一示例實(shí)施例一樣。此外，通過(guò)將譜減法
器6中使用的估計(jì)串?dāng)_值P1設(shè)定為根據(jù)使用條件預(yù)先設(shè)定的常數(shù)，
即使在使用條件改變時(shí)，例如，在存在高電平近端噪聲的環(huán)境中以及 提供了失真較少的近端音頻的環(huán)境中，也可以充分抑制回聲。此外， 可以減小近端噪聲的調(diào)制聲音。
譜減法器6不一定如第一和第二示例實(shí)施例中所示地配置，而可 以使用例如非專禾U文獻(xiàn)2(Xiaojian Lu and Benoit Champagne, "Acoustical Echo Cancellation Over A Non-Linear Channel", International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control 2001) 中描述的譜減法運(yùn)算或非專利文獻(xiàn)3(A. Alvarez等，"A Speech Enhancement System Based On Negative Beamforming And Spectral Subtraction", International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control 2001)中描述的譜減法運(yùn)算。
圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第三示例實(shí)施例的 配置框圖。
第三示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備與第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè) 備的不同之處在于，用譜抑制器7替換了圖8所示的譜減法器6。除
了上述配置和操作之外，第三示例實(shí)施例與第一示例實(shí)施例相同。省
略對(duì)共同部分的詳細(xì)描述。
下面參照附圖，描述圖16所示的譜抑制器7。
圖17是示出了圖化所示譜抑制器的示例配置的框圖。
如圖17所示，譜抑制器7包括傅立葉變換器70和71、傅立葉 系數(shù)乘法器76m (m=1到M)和傅立葉逆變換器74。
傅立葉變換器70對(duì)通過(guò)端子72輸入的、圖16所示減法器4的 輸出信號(hào)執(zhí)行M點(diǎn)傅立葉變換，將處理結(jié)果(幅度和相位)作為第 一傅立葉系數(shù)，輸出至對(duì)應(yīng)于各個(gè)頻率范圍的傅立葉系數(shù)乘法器76m (m=1到M)。
傅立葉變換器71對(duì)通過(guò)端子73輸入的、圖16所示線性回聲抵 消器3的輸出信號(hào)(回聲復(fù)制信號(hào))執(zhí)行M點(diǎn)傅立葉變換，將處理 結(jié)果(幅度和相位)作為第二傅立葉系數(shù)，輸出至對(duì)應(yīng)于各個(gè)頻率范 圍的傅立葉系數(shù)乘法器76m。
每個(gè)傅立葉系數(shù)乘法器76m接收從傅立葉變換器70輸出的第一 傅立葉系數(shù)、從傅立葉變換器71輸出的第二傅立葉系數(shù)、從圖16所 示系數(shù)產(chǎn)生器200輸出并通過(guò)端子67輸入的串?dāng)_系數(shù)、以及從圖16 所示語(yǔ)音檢測(cè)器5輸出并通過(guò)端子167輸入的語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果，使用接 收信號(hào)的幅度分量來(lái)執(zhí)行乘法運(yùn)算，計(jì)算傅立葉系數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果 (幅度和相位)輸出至傅立葉逆變換器74。
傅立葉逆變換器74對(duì)從傅立葉系數(shù)乘法器76m (m=1到M)輸 出的傅立葉系數(shù)組進(jìn)行傅立葉逆變換，并從端子75輸出處理結(jié)果的 實(shí)部。在圖17所示的配置中，由傅立葉系數(shù)乘法器76m(m-1到M)
得到回聲分量受到抑制的近端信號(hào)。
參照?qǐng)D18，描述每個(gè)傅立葉系數(shù)乘法器76m (m=1到M)的配
置和操作。
圖18是示出了圖17所示傅立葉系數(shù)乘法器之一的第一示例配置 的框圖。
如圖18所示，具有第一示例配置的傅立葉系數(shù)乘法器76m包括 譜估計(jì)器771、噪聲估計(jì)器778、限幅器772、增益轉(zhuǎn)換器773和乘 法器774。
通過(guò)端子700向譜估計(jì)器771和噪聲估計(jì)器778輸出從圖17所
示傅立葉變換器70中輸出的相應(yīng)頻率范圍的第一傅立葉系數(shù)。
通過(guò)端子703向譜估計(jì)器771提供從圖17所示傅立葉變換器71 中輸出的第二傅立葉系數(shù)。通過(guò)端子67向譜估計(jì)器771提供在系數(shù) 產(chǎn)生器20中產(chǎn)生的串?dāng)_系數(shù)，通過(guò)端子167向譜估計(jì)器771提供從 語(yǔ)音檢測(cè)器5中輸出的語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果。
譜估計(jì)器771去除通過(guò)端子700提供的第一傅立葉系數(shù)中的回聲 分量，并將計(jì)算結(jié)果輸出至限幅器772。噪聲估計(jì)器778使用通過(guò)端 子700提供的第一傅立葉系數(shù)來(lái)估計(jì)近端噪聲的值，并將估計(jì)結(jié)果輸 出至限幅器772。
限幅器772使用從噪聲估計(jì)器778接收的近端噪聲的估計(jì)值來(lái)設(shè) 定從譜估計(jì)器771接收的信號(hào)的下限。將限幅器772的輸出信號(hào)輸出 至增益轉(zhuǎn)換器773。
限幅器772的輸出信號(hào)(回聲抑制之后近端音頻和近端噪聲的估 計(jì)值)中的誤差一般稱作音樂(lè)噪聲。提供了增益轉(zhuǎn)換器773，以通過(guò) 例如平滑限幅器的輸出信號(hào)來(lái)減小音樂(lè)噪聲。
乘法器774將增益轉(zhuǎn)換器773的輸出信號(hào)與通過(guò)端子700輸入的 第一傅立葉系數(shù)相乘，通過(guò)端子798輸出計(jì)算結(jié)果。
參照附圖描述圖18所示的增益轉(zhuǎn)換器773。
圖19是示出了圖18所示增益轉(zhuǎn)換器的示例配置的框圖。
如圖19所示，增益轉(zhuǎn)換器773包括幅度提取器7733和7734、 乘法器7735和平滑單元7736。
圖18所示限幅器772的輸出信號(hào)通過(guò)端子7731輸入到幅度提取 器7733。圖化所示通過(guò)端子7732輸入的第一傅立葉系數(shù)通過(guò)端子 7732輸入到幅度提取器7734。
幅度提取器7733和7734中每一個(gè)檢測(cè)輸入信號(hào)的幅度值，將檢 測(cè)結(jié)果輸出至除法器7735。乘法器7735用幅度提取器7733的輸出 信號(hào)除以幅度提取器7734的輸出信號(hào)，并將計(jì)算結(jié)果輸出至平滑單 元7736。平滑單元7736對(duì)除法器7735的輸出信號(hào)進(jìn)行平滑，并通 過(guò)端子7739將平滑信號(hào)輸出至圖18所示的乘法器774。平滑單元 7736可以配置為類似于圖14所示的噪聲估計(jì)器778，除了例如平滑
系數(shù)驅(qū)動(dòng)單元810中產(chǎn)生的平滑系數(shù)不同之外。
如果如圖14配置，平滑單元7736可以使用平滑系數(shù)的值來(lái)減小 平滑單元7736的輸出信號(hào)增大的速率(即，上升速率)，并增大平滑 單元7736的輸出信號(hào)減小的速率(即，下降速率)。
一般而言，幅度改變(即音頻或音樂(lè)的包絡(luò)特性)的特征在于， 在多數(shù)情況下，上升速率較大，下降速率較小。使用圖14所示配置 允許提供這種包絡(luò)特性，以便可以更加準(zhǔn)確地估計(jì)近端信號(hào)中包含的 近端音頻和近端噪聲的比例。
使用方程來(lái)描述平滑單元7736的輸出值。
以上對(duì)傅立葉系數(shù)加法器66m的描述中使用的方程(4')的整個(gè) 第二行除以S，得到由如下方程(6)表示的平滑值P5。方程(6)第 —行的右邊對(duì)應(yīng)于圖19所示平滑單元7736的輸出值。
P5:Av[Max((S-P1xR)/Av[S]， Ex[N]/Av[S)](6)
其中Max(a， b)表示選擇了 a和b中較大者的運(yùn)算。
當(dāng)圖18所示限幅器772不進(jìn)行操作時(shí)，在方程(6)的選擇運(yùn)算 中選擇左邊項(xiàng)。因此，P5表示如下 P5=Av[(S-P1xR)/Av[S])] =Av[(A+E+N)-Ex[E])/Av[S]]
=Av[Ex[A+N]/Av[S]] =Ex[(A+N)/S]…(7)
方程(7)表明了平滑單元7736的輸出值P5是近端信號(hào)中包含
的近端音頻和近端噪聲的比例的估計(jì)值。
所以，圖17所示譜抑制器7提供了回聲受到抑制的近端音頻和
近端噪聲。
另一方面，當(dāng)圖化所示限幅器772進(jìn)行操作時(shí)，在方程(6)的 選擇運(yùn)算中選擇右邊項(xiàng)。因此，P5表示如下
P5-Av[Ex[N/Av[S)j =Ex[N/S]…(8)
方程(8)表明了平滑單元7736的輸出值P5是近端信號(hào)中包含 的近端噪聲的比例的估計(jì)值。
所以，圖17所示譜抑制器7同樣提供了回聲受到抑制的近端音 頻和近端噪聲。
圖20是示出了圖18所示譜估計(jì)器的第二示例實(shí)施例的框圖。
圖20所示譜估計(jì)器771包括估計(jì)器792、系數(shù)產(chǎn)生器791、幅 度提取器793和794、減法器706和乘法器707。
圖20所示譜估計(jì)器771與圖13所示譜估計(jì)器的不同之處在于， 將幅度提取器793插入到從端子700到減法器706的路徑中，并將幅 度提取器794插入到從端子703到乘法器707的路徑中。
幅度提取器793檢測(cè)輸入信號(hào)的幅度，并輸出檢測(cè)值。幅度提取 器793可以配置為如圖21和22所示。
圖21是示出了圖20所示幅度提取器的示例配置的框圖，圖22 是示出了圖20所示幅度提取器的另一示例配置的框圖。
圖21所示幅度提取器793包括絕對(duì)值計(jì)算器7310，其計(jì)算輸 入信號(hào)的絕對(duì)值；以及平滑單元7400，其對(duì)絕對(duì)值計(jì)算器7310的輸 出信號(hào)進(jìn)行平滑，并輸出平滑值。另一方面，圖22所示幅度提取器 包括平方計(jì)算器7320，其計(jì)算輸入信號(hào)的平方；平滑單元7400， 其對(duì)平方計(jì)算器7320的輸出信號(hào)進(jìn)行平滑；以及平方根計(jì)算器7420， 其計(jì)算平滑單元7400的輸出信號(hào)的平方根，并輸出計(jì)算結(jié)果。幅度 提取器794的配置與幅度提取器793相同。
在這種配置中，平滑單元7736的輸出值P6表示如下
P6=Av[Max((Av[S]-P1xAv[R])/Av[S]， Ex[N]/Av[S])]…(9)
所以，當(dāng)圖化所示限幅器772不進(jìn)行操作時(shí)，P6表示如下
P6=Av[(Av[S]-P1 xAv[R])/Av問(wèn))]
=Av[(Av[(A+E+N)-Ex[E])/Av[S]]
=Av[Ex[A+N]/Av[S]j =Ex[(A+N)/S]…(10)
方程(10)表明了平滑單元7736的輸出值P6與方程(7)中所 示P5 —樣，是近端信號(hào)中包含的近端音頻和近端噪聲的比例的估計(jì) 值。所以，即使在譜估計(jì)器771如圖20所示配置時(shí)，圖17所示譜抑 制器7也提供了回聲受到抑制的近端音頻和近端噪聲。
圖23是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第四示例實(shí)施例的
配置的框圖。
第四示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備與圖16所示第三示例實(shí)施例的 回聲抑制設(shè)備的不同之處在于，譜抑制器7接收麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)， 而不是減法器4的輸出信號(hào)。
因此，在第三示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，線性回聲抵消器3 去除回聲的主分量，而在第四示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，譜抑制 器7去除回聲的主分量。
除了上述配置和操作之外，第四示例實(shí)施例與第三示例實(shí)施例相 同，如第三示例實(shí)施例中一樣提供了相同的優(yōu)點(diǎn)。
雖然描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述第一到 第四示例實(shí)施例，而可以迸行如下多種改變。
在有關(guān)技術(shù)的第一到第四示例中，作為示例，圖12和18所示的 每個(gè)限幅器772均具有簡(jiǎn)單配置，在該配置中選擇兩個(gè)輸入值中的較 大者。但是，只要限幅器772的信號(hào)輸出不小于近端噪聲的估計(jì)值， 限幅器772可以配置成其他任何形式。例如，當(dāng)上述P3大于近端噪 聲的估計(jì)值Ex[N]時(shí)，限幅器772可以配置如下使用輸出隨著P3 接近近端噪聲的估計(jì)值而增大的函數(shù)來(lái)進(jìn)行選擇。
此外，在有關(guān)技術(shù)的第一到第四示例中，雖然參照譜減法器6和 譜抑制器7針對(duì)每個(gè)預(yù)定采樣周期而執(zhí)行傅立葉變換的情況進(jìn)行了描 述，但是不一定是針對(duì)每個(gè)預(yù)定采樣周期來(lái)執(zhí)行傅立葉變換，而可以 基于固定間隔的幀來(lái)進(jìn)行。
此外，可以釆用幀彼此交疊的方式來(lái)執(zhí)行傅立葉變換。在這種情 況下，可以通過(guò)使用交疊保存方法或交疊添加方法來(lái)減小計(jì)算量。例 如，在非專禾U文獻(xiàn)4(John丄Shynk， "Frequency-Domain and Multirate Adaptive Filtering", IEEE Signal Processing Magazine, January 1992，頁(yè)數(shù)14-37)中描述了交疊保存方法和交疊添加方法。
此外，在有關(guān)技術(shù)的第一到第四示例中，雖然參照譜減法器6和
譜抑制器7執(zhí)行傅立葉變換的情況進(jìn)行了描述，但是可用其他線性變 換方法，例如余弦變換和濾波器組，來(lái)替換傅立葉變換，甚至可以在 子帶域變換之后執(zhí)行該過(guò)程。在這種情況下，可以改變針對(duì)傅立葉系 數(shù)的減法器和乘法器，以對(duì)應(yīng)于所使用的線性變換。例如，當(dāng)使用余 弦變換時(shí)，可以使用針對(duì)余弦系數(shù)的減法器和針對(duì)余弦系數(shù)的乘法器。 這些計(jì)算裝置的運(yùn)算與上述有關(guān)技術(shù)的第一到第四示例中用作線性變 換的傅立葉變換的運(yùn)算相同。
雖然在第一到第四示例實(shí)施例中使用線性回聲抵消器3作為示 例，但是可以使用變換域回聲抵消器來(lái)抑制回聲。在這種情況下，將 變換域回聲抵消器的變換域設(shè)定為與上述減法器6或譜抑制器7的變 換域相同，可以減小整個(gè)回聲抑制設(shè)備的計(jì)算量，并縮短與計(jì)算相關(guān) 的延遲時(shí)間。
這里的變換域回聲抵消器是指在使用線性變換而擴(kuò)展的變換域中 抑制回聲、并使用線性逆變換在原始域中執(zhí)行重新合成的回聲抵消器。
關(guān)于變換域回聲抵消器，下面參照例如非專利文獻(xiàn)4中描述的傅
立葉變換域回聲抵消器來(lái)進(jìn)行描述。
圖24是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第五示例實(shí)施例的
配置的框圖。
第五示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備配置為回聲抵消器13和譜減法
器16在傅立葉變換域中執(zhí)行處理?；芈暤窒?3向譜減法器16輸
出變換域信號(hào)組1和變換域信號(hào)組2。
圖25是示出了圖24所示回聲抵消器的示例配置的框圖。
圖25所示回聲抵消器13包括傅立葉變換器35、自適應(yīng)濾波器
組38、傅立葉逆變換器36、傅立葉變換器37和乘法器39m (m=1
到M)。
傅立葉變換器35在傅立葉變換域中對(duì)輸入至端子31的遠(yuǎn)端信號(hào) 年擴(kuò)展，針對(duì)各個(gè)頻率范圍的擴(kuò)展信號(hào)輸出至自適應(yīng)濾波器組38。傅 立葉變換器37在傅立葉變換域中對(duì)通過(guò)端子33從圖24所示減法器4中輸入的減法結(jié)果迸行擴(kuò)展，針對(duì)各個(gè)頻率范圍的擴(kuò)展信號(hào)輸出至
乘法器39m (m=1到M)。
乘法器39m (m=1到M)將從傅立葉變換器37接收的信號(hào)與通 過(guò)端子34接收的語(yǔ)音檢測(cè)結(jié)果相乘，將計(jì)算結(jié)果輸出至自適應(yīng)濾波 器組38。
自適應(yīng)濾波器組38包括M個(gè)自適應(yīng)濾波器，接收從傅立葉變換 器35輸出的信號(hào)組2以及從乘法器39m (m=1到M)輸出的信號(hào)組 1，對(duì)彼此對(duì)應(yīng)的信號(hào)執(zhí)行自適應(yīng)濾波。自適應(yīng)濾波得到的濾波輸出 被輸出至傅立葉逆變換器36。
傅立葉逆變換器36對(duì)從自適應(yīng)濾波器組38獲得的濾波輸出執(zhí)行 傅立葉逆變換，并將處理結(jié)果從端子32輸出。從端子32輸出的信號(hào) 是回聲抵消器的輸出信號(hào)。
回聲抵消器13也從矢量輸出端子41輸出傅立葉變換器37的輸 出信號(hào)，作為變換域信號(hào)組1。回聲抵消器13也從矢量輸出端子42 輸出自適應(yīng)濾波器組38的輸出信號(hào)，作為變換域信號(hào)組2。在譜減法 器16中使用變換域信號(hào)組1和變換域信號(hào)組2。
可以認(rèn)為變換域信號(hào)組1是通過(guò)對(duì)圖24所示減法器4的輸出信 號(hào)執(zhí)行傅立葉變換而得到的信號(hào)，可以認(rèn)為變換域信號(hào)組2是通過(guò)對(duì) 圖24所示從回聲抵消器13向減法器4輸出的信號(hào)執(zhí)行傅立葉變換而 得到的信號(hào)。
參照附圖，描述圖24所示譜減法器16的配置和操作。 圖26是示出了圖24所示譜減法器的示例配置的框圖。 圖26所示的譜減法器16與第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中使 用的譜減法器6的不同之處在于，去除了圖11所示的傅立葉變換器 60和61，并輸入了變換域信號(hào)組1和變換域信號(hào)組2。
如上所述，可以認(rèn)為變換域信號(hào)組1是通過(guò)對(duì)圖24所示減法器4 的輸出信號(hào)執(zhí)行傅立葉變換而得到的信號(hào)，可以認(rèn)為變換域信號(hào)組2 是通過(guò)對(duì)圖24所示從回聲抵消器13向減法器4輸出的信號(hào)執(zhí)行傅立 葉變換而得到的信號(hào)。這些信號(hào)組與輸入至圖11所示剖減法器6中 的傅立葉系數(shù)減法器66m (m=1到M)的兩個(gè)信號(hào)相同。所以，圖
26所示譜減法器16輸出的信號(hào)與從圖11所示譜減法器6中輸出的 信號(hào)相同。所以，圖24所示的第五示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備提供 的優(yōu)點(diǎn)與根據(jù)本發(fā)明第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備所提供的優(yōu)點(diǎn)相 同。
在第五示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，通過(guò)向譜減法器16提供 從回聲抵消器13中輸出的變換域信號(hào)組1和變換域信號(hào)組2，可以減 小譜減法器16執(zhí)行的傅立葉變換的量。
這種配置適用于第二到第四示例實(shí)施例中所示的回聲抑制設(shè)備。 此外，例如，可以用余弦變換域替換傅立葉變換域。
雖然在第一到第四示例實(shí)施例中使用線性回聲抵消器3作為示 例，但是可以使用例如非專利文獻(xiàn)4中描述的子帶域回聲抵消器來(lái)抑 制回聲。在這種情況下，通過(guò)在子帶域中執(zhí)行譜減法器6或譜抑制器 7中的處理過(guò)程，可以省略針對(duì)子帶域變換的濾波器。
圖27是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第六示例實(shí)施例的 配置的框圖。
在第六示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，回聲抵消器和譜減法器在 子帶域中執(zhí)行處理過(guò)程。
如圖27所示，在第六示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，子帶分析 濾波器組91將麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)擴(kuò)展到N個(gè)頻帶中，子帶分析濾 波器組92將遠(yuǎn)端信號(hào)擴(kuò)展到N個(gè)頻帶中。
提供回聲抵消器93n、減法器94n、語(yǔ)音檢測(cè)器95n和譜減法器 96n (n-1到N)，對(duì)應(yīng)于由子帶分析濾波器組91和92擴(kuò)展的頻帶。
在子帶合成濾波器組99中對(duì)譜減法器96n的輸出信號(hào)執(zhí)行逆變 換，并輸出原始信號(hào)域中的變換信號(hào)，作為近端信號(hào)。
減法器94n、語(yǔ)音檢測(cè)器95n和譜減法器96n (n-1到N)以類 似于圖8所示第一示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中的那些裝置的方式， 在每個(gè)頻帶中進(jìn)行操作，除了回聲抵消器的抽頭數(shù)量不同以及譜減法 器中的傅立葉變換器的規(guī)模不同之外。所以，省略了對(duì)上述每個(gè)裝置
的配置和操作的描述。
在第六示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，因?yàn)樗刑幚磉^(guò)程是在子 帶域擴(kuò)展之后執(zhí)行的，所以可以省略線性回聲抵消器3中的合成濾波 器組和譜減法器中的子帶分析濾波器組。因此，可以減小對(duì)應(yīng)于子帶 分析濾波器組和子帶合成濾波器組的計(jì)算量，并可以縮短對(duì)應(yīng)于這種 計(jì)算的延遲時(shí)間。
圖27所示第六示例實(shí)施例的配置適用于第二到第四示例實(shí)施例 中所示的回聲抑制設(shè)備。此外，例如可以用余弦變換域替換傅立葉變 換域。
[第七示例實(shí)施例J
圖28是示出了根據(jù)本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備的第七示例實(shí)施例的
配置框圖。
在第七示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，回聲抵消器和譜減法器在 傅立葉變換域中執(zhí)行處理過(guò)程。
如圖28所示，在第七示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，傅立葉變 換器191將麥克風(fēng)1的輸出信號(hào)擴(kuò)展到M個(gè)頻帶中，傅立葉變換器 192將遠(yuǎn)端信號(hào)擴(kuò)展到M個(gè)頻帶中。
提供回聲抵消器193m、減法器194m、語(yǔ)音檢測(cè)器195m和傅立 葉系數(shù)減法器66m (m=1到M)，對(duì)應(yīng)于由傅立葉變換器191和192 擴(kuò)展的頻帶。
在傅立葉逆變換器199中對(duì)針對(duì)各個(gè)頻帶的傅立葉系數(shù)減法器 66m的輸出信號(hào)執(zhí)行逆變換，并輸出原始信號(hào)域中的變換信號(hào)，作為 近端信號(hào)。
減法器194m和語(yǔ)音檢測(cè)器195m以類似于圖8所示第一示例實(shí) 施例的回聲抑制設(shè)備中的那些裝置的方式，在每個(gè)頻帶中進(jìn)行操作， 除了回聲抵消器的抽頭數(shù)量不同之外。所以，省略了對(duì)上述每個(gè)裝置 的配置和操作的描述。
與第六示例實(shí)施例一樣，第七示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備在變換 域中執(zhí)行回聲抵消器和譜減法器中的處理過(guò)程，但是與第六示例實(shí)施
例的回聲抑制設(shè)備的不同之處在于，頻帶數(shù)目M大于第六示例實(shí)施例 中的頻帶數(shù)目，這是因?yàn)樘幚磉^(guò)程在傅立葉變換域中執(zhí)行，并用傅立
葉系數(shù)減法器66m替換了譜減法器。
在第七示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，因?yàn)樘幚磉^(guò)程是在傅立葉 變換域擴(kuò)展之后執(zhí)行的，所以譜減法運(yùn)算不需要傅立葉變換。因此， 在第七示例實(shí)施例中，不需要譜減法器中的傅立葉變換和傅立葉逆變
換，只通過(guò)傅立葉系數(shù)減法器66m來(lái)執(zhí)行譜減法運(yùn)算所必需的運(yùn)算。 在第七示例實(shí)施例的回聲抑制設(shè)備中，可以減小對(duì)應(yīng)于省略的傅
立葉變換和傅立葉逆變換的計(jì)算量。
圖28所示第七示例實(shí)施例的配置適用于第二到第四示例實(shí)施例
中所示的回聲抑制設(shè)備。此外，例如可以用余弦變換域替換傅立葉變換域。
在第七示例實(shí)施例中，雖然使用線性回聲抵消器作為示例，但是 可以使用非線性回聲抵消器來(lái)抑制回聲。在這種情況下，通過(guò)在傅立 葉變換域中執(zhí)行譜減法器或譜抑制器中的處理過(guò)程，可以提供上述相 同的優(yōu)點(diǎn)。
雖然參照免提電話描述了本發(fā)明的回聲抑制設(shè)備，但是本發(fā)明適 用于多種設(shè)備，其中揚(yáng)聲器生成音頻，同時(shí)麥克風(fēng)拾取聲音，例如在 揚(yáng)聲器正生成音樂(lè)時(shí)拾取聲音的設(shè)備，或者來(lái)自手持設(shè)備中的接收機(jī) 的回聲會(huì)引起問(wèn)題的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種回聲抑制方法，用于抑制由聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間的聲耦合產(chǎn)生的回聲，所述方法包括使用所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)，或者使用從所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)中減去所述回聲抵消器的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)；使用所述回聲抵消器的輸出信號(hào)作為第二信號(hào)；使用對(duì)所述第二信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正所述第一信號(hào)，其中所述第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲；以及將校正信號(hào)限制為不小于已估計(jì)的近端噪聲的估計(jì)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回聲抑制方法，還包括 將所述第一信號(hào)劃分成預(yù)定頻率范圍中的信號(hào)； 使用對(duì)應(yīng)于所述頻率范圍的所述估計(jì)串?dāng)_值，對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行校正；以及將所述校正信號(hào)限制為不小于已針對(duì)所述頻率范圍估計(jì)的近端噪 聲的估計(jì)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回聲抑制方法，還包括-使用所述估計(jì)串?dāng)_值和所述第二信號(hào)來(lái)估計(jì)所述第一信號(hào)中包含的回聲量；從所述第一信號(hào)中減去所估計(jì)的回聲量；以及 將由減法運(yùn)算得到的信號(hào)限制為不小于近端噪聲的估計(jì)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回聲抑制方法，還包括使用所述估計(jì)串?dāng)_值和所述第二信號(hào)來(lái)估計(jì)所述第一信號(hào)中包含 的回聲量；從所述第一信號(hào)中減去所估計(jì)的回聲量；以及 使用通過(guò)將減法運(yùn)算得到的信號(hào)限制為不小于所述近端噪聲估計(jì) 值而得到的信號(hào)，作為第三信號(hào)；以及使用所述第三信號(hào)和所述第一信號(hào)來(lái)估計(jì)所述第一信號(hào)中包含的 近端信號(hào)的比例；以及將所述第一信號(hào)與所估計(jì)的比例相乘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的回聲抑制方法，還包括:使所述第一信號(hào)通過(guò)平滑電路，以估計(jì)所述近端噪聲， 其中配置所述平滑電路，以使在輸出信號(hào)大于輸入信號(hào)時(shí)，平滑過(guò)程的時(shí)間常數(shù)較大，而在輸入信號(hào)小于輸出信號(hào)時(shí)，平滑過(guò)程的時(shí)間常數(shù)較小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的回聲抑制方法， 其中所述估計(jì)串?dāng)_值是作為預(yù)定值并用于計(jì)算泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲的串?dāng)_量的串?dāng)_系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的回聲抑制方法，其中根據(jù)預(yù)定使用條件，從多個(gè)預(yù)設(shè)串?dāng)_系數(shù)中選擇用于校正所 述第一信號(hào)的串?dāng)_系數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的回聲抑制方法，其中所述使用條件是以下之中的一個(gè)或更多個(gè)所述回聲抵消器 的輸出信號(hào)的功率或幅度、遠(yuǎn)端信號(hào)的功率或幅度、以及所述遠(yuǎn)端信 號(hào)的特定頻率分量的功率或幅度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的回聲抑制方法，其中所述使用條件是所述揚(yáng)聲器設(shè)定用于產(chǎn)生的聲級(jí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的回聲抑制方法，其中所述使用條件是所述聲音拾取裝置與所述揚(yáng)聲器之間的相對(duì) 位置關(guān)系。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的回聲抑制方法，其中在提供了多個(gè)所述聲音拾取裝置和/或多個(gè)所述揚(yáng)聲器時(shí)，所 述使用條件是正在使用的聲音拾取裝置或揚(yáng)聲器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的回聲抑制方法， 其中使用所述第一和第二信號(hào)來(lái)計(jì)算所述估計(jì)串?dāng)_值。
13. —種回聲抑制設(shè)備，用于抑制由聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間 的聲耦合產(chǎn)生的回聲，所述設(shè)備包括回聲抵消器，產(chǎn)生對(duì)所述回聲進(jìn)行仿真的回聲復(fù)制信號(hào)；噪聲估計(jì)器，使用所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)，或者使用從所 述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)中減去所述回聲抵消器的輸出信號(hào)而得到 的信號(hào)，作為第一信號(hào)，并估計(jì)近端噪聲值；校正器，使用對(duì)所述第二信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì) 串?dāng)_值來(lái)校正所述第一信號(hào)，其中所述第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到所 述第一信號(hào)中的所述回聲；以及限幅器，將校正的第一信號(hào)限制為不小于所估計(jì)的近端噪聲。
14. 一種回聲抑制設(shè)備，用于抑制由聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間 的聲耦合產(chǎn)生的回聲，所述設(shè)備包括-回聲抵消器，產(chǎn)生對(duì)所述回聲進(jìn)行仿真的回聲復(fù)制信號(hào)；頻率劃分器，使用所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)，或者使用從所 述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)中減去所述回聲抵消器的輸出信號(hào)而得到 的信號(hào)，作為第一信號(hào)，并將所述第一信號(hào)劃分成預(yù)定頻率范圍中的信號(hào)；噪聲估計(jì)器，針對(duì)所劃分的第一信號(hào)的每個(gè)頻率范圍，估計(jì)近端 噪聲值；針對(duì)所述第一信號(hào)的每個(gè)頻率范圍的校正器，所述校正器使用對(duì)所述第二信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正所述第 一信號(hào)，其中所述第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲；以及限幅器，將校正的第一信號(hào)限制為不小于針對(duì)每個(gè)所述頻率范圍 而估計(jì)的近端噪聲的估計(jì)值；以及頻率合成器，合成針對(duì)各個(gè)頻率范圍而校正的并從所述限幅器輸 出的校正的第一信號(hào)。
15. —種回聲抑制設(shè)備，用于抑制由聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間 的聲耦合產(chǎn)生的回聲，所述設(shè)備包括變換域回聲抵消器，產(chǎn)生對(duì)所述回聲進(jìn)行仿真的回聲復(fù)制信號(hào)； 噪聲估計(jì)器，使用通過(guò)對(duì)從所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)中減去 所述變換域回聲抵消器的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)進(jìn)行劃分而得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)組，使用所述變換域回聲抵消器中的線性逆變換之 前的各個(gè)預(yù)定頻率域中的信號(hào)，作為第二信號(hào)組，并針對(duì)所述第一信 號(hào)組的每個(gè)頻率范圍，估計(jì)近端噪聲的值，其中所述劃分是在所述變 換域回聲抵消器中針對(duì)每個(gè)預(yù)定頻率范圍執(zhí)行的；針對(duì)所述第一信號(hào)組的每個(gè)頻率范圍的校正器，使用對(duì)所述第二 信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正所述第一信號(hào)， 其中所述第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲；以 及限幅器，將校正的第一信號(hào)限制為不小于針對(duì)每個(gè)所述頻率范圍 而估計(jì)的近端噪聲的估計(jì)值；以及頻率合成器，合成針對(duì)各個(gè)頻率范圍而校正的并從所述限幅器輸 出的校正的第一信號(hào)。
16. —種回聲抑制設(shè)備，用于抑制由聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間 的聲耦合產(chǎn)生的回聲，所述設(shè)備包括-回聲抵消器，產(chǎn)生對(duì)所述回聲進(jìn)行仿真的回聲復(fù)制信號(hào)；子帶分析濾波器，針對(duì)每個(gè)預(yù)定頻率范圍，對(duì)所述聲音拾取裝置 的輸出信號(hào)和所述揚(yáng)聲器的輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展；噪聲估計(jì)器，使用通過(guò)針對(duì)各個(gè)頻率范圍對(duì)所述聲音拾取裝置的 輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展而得到的信號(hào)，或者使用通過(guò)從針對(duì)各個(gè)頻率范圍 對(duì)所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展而得到的信號(hào)中減去所述回 聲抵消器的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)組，使用所述回聲 抵消器的輸出信號(hào)作為第二信號(hào)，并針對(duì)所述第一信號(hào)組的每個(gè)頻率 范圍，估計(jì)近端噪聲的值；針對(duì)所述第一信號(hào)組的每個(gè)頻率范圍的校正器，所述校正器使用對(duì)所述第二信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正所述 第一信號(hào)，其中所述第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲；以及限幅器，將校正的第一信號(hào)限制為不小于針對(duì)所述每個(gè)頻率范圍 而估計(jì)的近端噪聲的估計(jì)值；以及頻率合成器，合成針對(duì)各個(gè)頻率范圍而校正的并從所述限幅器輸 出的校正的第一信號(hào)。
17. —種回聲抑制設(shè)備，用于抑制由聲音拾取裝置與揚(yáng)聲器之間 的聲耦合產(chǎn)生的回聲，所述設(shè)備包括回聲抵消器，產(chǎn)生對(duì)所述回聲進(jìn)行仿真的回聲復(fù)制信號(hào)；傅立葉變換器，針對(duì)每個(gè)預(yù)定頻率范圍，對(duì)所述聲音拾取裝置的 輸出信號(hào)和所述揚(yáng)聲器的輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展；噪聲估計(jì)器，使用通過(guò)針對(duì)各個(gè)頻率范圍對(duì)所述聲音拾取裝置的 輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展而得到的信號(hào)，或者使用通過(guò)從針對(duì)各個(gè)頻率范圍 對(duì)所述聲音拾取裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展而得到的信號(hào)中減去所述回 聲抵消器的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)組，使用所述回聲 抵消器的輸出信號(hào)作為第二信號(hào)，并針對(duì)所述第一信號(hào)組的每個(gè)頻率 范圍，估計(jì)近端噪聲的值；針對(duì)所述第一信號(hào)組的每個(gè)頻率范圍的校正器，所述校正器使用 對(duì)所述第二信號(hào)的串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正所述 第一信號(hào)，其中所述第二信號(hào)的串?dāng)_量是泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲；以及限幅器，將校正的第一信號(hào)限制為不小于針對(duì)所述每個(gè)頻率范圍 而估計(jì)的近端噪聲的估計(jì)值；以及頻率合成器，合成針對(duì)各個(gè)頻率范圍而校正的并從所述限幅器輸 出的校正的第一信號(hào)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的回聲抑制設(shè)備， 其中所述噪聲估計(jì)器是平滑并輸出所述第一信號(hào)的平滑電路，并且配置所述平滑電路，以使在輸出信號(hào)大于輸入信號(hào)時(shí)，平滑過(guò)程的 時(shí)間常數(shù)較大，而在輸入信號(hào)小于輸出信號(hào)時(shí)，平滑過(guò)程的時(shí)間常數(shù) 較小。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的回聲抑制設(shè)備， 其中所述估計(jì)串?dāng)_值是作為預(yù)定值并用于計(jì)算泄漏到所述第一信號(hào)中的所述回聲的串?dāng)_量的串?dāng)_系數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的回聲抑制設(shè)備，其中所述校正器根據(jù)預(yù)定使用條件，從多個(gè)預(yù)設(shè)串?dāng)_系數(shù)中選擇 用于校正所述第一信號(hào)的串?dāng)_系數(shù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的回聲抑制設(shè)備，其中所述使用條件是以下之中的一個(gè)或更多個(gè)所述回聲抵消器 的輸出信號(hào)的功率或幅度、遠(yuǎn)端信號(hào)的功率或幅度、以及所述遠(yuǎn)端信 號(hào)的特定頻率分量的功率或幅度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的回聲抑制設(shè)備，其中所述使用條件是所述揚(yáng)聲器設(shè)定用于產(chǎn)生的聲級(jí)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的回聲抑制設(shè)備， 其中所述使用條件是所述聲音拾取裝置與所述揚(yáng)聲器之間的相對(duì)位置關(guān)系。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的回聲抑制設(shè)備， 其中在提供了多個(gè)所述聲音拾取裝置和/或多個(gè)所述揚(yáng)聲器時(shí)，所述使用條件是正在使用的聲音拾取裝置或揚(yáng)聲器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求13到17中任一項(xiàng)所述的回聲抑制設(shè)備，其中使用所述第一和第二信號(hào)來(lái)計(jì)算所述估計(jì)串?dāng)_值。
全文摘要
轉(zhuǎn)換器100使用聲音拾取裝置的輸出信號(hào)，或者使用從聲音拾取裝置的輸出信號(hào)中減去回聲抵消器的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)，作為第一信號(hào)，使用對(duì)泄漏到第一信號(hào)中的回聲串?dāng)_量的估計(jì)值進(jìn)行指示的估計(jì)串?dāng)_值來(lái)校正第一信號(hào)，并將校正的第一信號(hào)限制為不小于估計(jì)的近端噪聲。
文檔編號(hào)H04M1/60GK101346896SQ200680048879
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者寶珠山治 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社