專利名稱：回音消除器和話音處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回音消除器(echo canceller)和使用該回音消除器的話音 (speech)處理裝置，該回音消除器能夠解決當(dāng)執(zhí)行諸如免提電話系統(tǒng)和 視頻會議系統(tǒng)之類的免提通信系統(tǒng)中的通信時(shí)發(fā)生的諸如回音和嘯聲 (howling)之類的問題。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，在諸如視頻會議系統(tǒng)之類的免提通信系統(tǒng)中，由遠(yuǎn)端 設(shè)備(far-end device)的麥克風(fēng)收集的語音(voice)被發(fā)送到近端設(shè)備， 從而從近端設(shè)備的揚(yáng)聲器輸出。近端設(shè)備也設(shè)有麥克風(fēng)，并且近端揚(yáng)聲器 的語音被發(fā)送到遠(yuǎn)端設(shè)備。因此，從遠(yuǎn)端側(cè)的揚(yáng)聲器和近端側(cè)的揚(yáng)聲器輸 出的語音分別被輸出到麥克風(fēng)。當(dāng)沒有執(zhí)行任何處理時(shí)，語音再次被發(fā)送 到相應(yīng)設(shè)備，從而導(dǎo)致"回音"現(xiàn)象，其中，從揚(yáng)聲器中聽到像回音一樣 的有些微延遲的自己的話音。當(dāng)回音(反饋分量)變得很大時(shí)，其再次被 輸入到麥克風(fēng)并在系統(tǒng)中回旋(loop)，從而導(dǎo)致"嘯聲"。
作為用于防止上述的回音和嘯聲的裝置，回音消除器是已知的。 一般 而言，通過使用自適應(yīng)濾波器，測得由揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的聲耦合 (acoustical coupling)形成的反饋路徑(回音路徑)的沖激響應(yīng)，并且該 沖激響應(yīng)被與從揚(yáng)聲器輸出的接收信號(參考信號)相巻積以生成回音副 本(echo replica)，然后，該回音副本被從麥克風(fēng)所收集的語音信號中減 去，從而去除回音。
在相關(guān)技術(shù)中，自適應(yīng)濾波器是公知的，其包括具有可變系數(shù)的處理 器和隨時(shí)確定該系數(shù)的自適應(yīng)算法，該自適應(yīng)濾波器通過利用最小化減法 器的輸出信號的均方值的算法來自適應(yīng)地更新可變的濾波器系數(shù)，從而估 計(jì)反饋路徑的回音分量(通過反饋路徑的接收信號的反饋分量)。然后，
通過在減法器中從發(fā)送信號中減去由自適應(yīng)濾波器估計(jì)得到的回音分量來 僅消除包括在發(fā)送信號中的回音分量，這防止了除麥克風(fēng)所收集的回音之 外的分量(由說話者對麥克風(fēng)發(fā)出的語音或周圍噪音)受到損壞。
作為自適應(yīng)算法中的一種，存在歸一化LMS算法(下文中稱為 "NLMS" ， LMS:最小均方誤差)。在NLMS算法中，濾波器系數(shù)被更 新，從而使得麥克風(fēng)輸入信號和估計(jì)得到的回音信號之間的殘差信號 (residual signal)變得很小。此時(shí)，設(shè)定了在每次迭代中用于控制校正量 的大小(即，收斂速度)的常數(shù)(步長大小(校正寬度))。在NLMS算 法中更新的自適應(yīng)濾波器的最佳步長大小P (k)如下式所示。
A切 五[,12] (1)
"￡[|雖)|2]+￡[1酬"12] …
這里，S(k)表示將被輸入到麥克風(fēng)的干擾信號，Er(k)表示沒有被自適 應(yīng)處理完全去除的殘差回音信號。E[]指的是短時(shí)間平均(short-time mean)，而"k"表示頻率。
但是，很難實(shí)際按原樣應(yīng)用最佳步長大小y(k)。這是因?yàn)楹茈y直接觀 測包括在殘差信號中的殘差回音信號Er(k)和干擾信號S(k)，所以很難分 離和提取各個(gè)信號。
提出了一種通過使用輸入信號與由指定的計(jì)算公式來限定的殘差信號 之間的相干來估計(jì)殘差信號中的殘差回音信號的量(比率)的方法(例 如，參考由Akira Emura， Yoichi Hada所著的 "adaptive algorithm for deleting stereo echo under noise environment"， 日本聲學(xué)學(xué)會演講論文集， 曰本聲學(xué)學(xué)會，2002年3月，l-Q-5， P645-646 (非專利文獻(xiàn)l))。

發(fā)明內(nèi)容
為了使用在非專利文獻(xiàn)1中提出的方法來計(jì)算可靠的步長大小值，有 必要在某一長度的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相關(guān)，但是，在査找最佳步長大小時(shí)響應(yīng)變 慢。相反，當(dāng)在短時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行相關(guān)時(shí)，響應(yīng)很快，但是，很難獲得可靠 的相干值。在步長大小不適當(dāng)，例如小步長大小的情況下，存在使得收斂 速度變慢的問題，原因在于校正變動很大的早期沖激響應(yīng)的抽頭系數(shù)需要 花費(fèi)時(shí)間。 希望在回音消除器中以高精度和很好的響應(yīng)來計(jì)算最佳步長大小值， 所述回音消除器被用在諸如免提電話系統(tǒng)或視頻會議系統(tǒng)之類的免提通信 系統(tǒng)中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，公開了一種用于免提通信系統(tǒng)的回音消除 器，在該免提通信系統(tǒng)中，通過使用揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)來執(zhí)行免提通信，所 述回音消除器包括計(jì)算自適應(yīng)濾波器中的步長大小值的步長大小控制單元 以及自適應(yīng)濾波器單元，自適應(yīng)濾波器單元通過自適應(yīng)地識別由揚(yáng)聲器和 麥克風(fēng)的聲耦合等形成的反饋路徑的沖激響應(yīng)來根據(jù)反饋路徑的輸入信號 估計(jì)該反饋路徑的回音分量，并且從反饋路徑的輸出信號中減去回音分 量，其中，步長大小控制單元通過使用基于該反饋路徑的輸出信號與殘差 信號之比來限定的回音減少量來計(jì)算步長大小值，并將該值輸出到自適應(yīng) 濾波器單元。
根據(jù)以上配置，通過使用基于反饋路徑的輸出信號與殘差信號之比來 限定的量來計(jì)算自適應(yīng)濾波器的最佳步長大小lW直，因此，可以利用簡單 的計(jì)算公式以高精度和很好的響應(yīng)來計(jì)算得到最佳步長大小。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于免提通信系統(tǒng)的話音處理 裝置，在所述免提通信系統(tǒng)中，通過使用揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)來執(zhí)行免提通 信，所述話音處理裝置包括揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和回音消除器，該揚(yáng)聲器輸出
從遠(yuǎn)端側(cè)接收到的接收信號；發(fā)送語音被輸入到該麥克風(fēng)；該回音消除器 包括計(jì)算自適應(yīng)濾波器中的步長大小值的步長大小控制單元以及自適應(yīng)濾 波器單元，該自適應(yīng)濾波器單元通過自適應(yīng)地識別由揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的聲 耦合等形成的反饋路徑的沖激響應(yīng)來根據(jù)反饋路徑的輸入信號估計(jì)該反饋 路徑的回音分量，并且從反饋路徑的輸出信號中減去回音分量，其中，步 長大小控制單元通過使用基于反饋路徑的輸出信號與殘差信號之比來限定 的量來計(jì)算步長大小值，并將該值輸出到自適應(yīng)濾波器單元。
根據(jù)以上配置，通過使用基于反饋路徑的輸出信號與殘差信號之比來 限定的量來計(jì)算自適應(yīng)濾波器的最佳步長大小"值，因此，可以利用簡單 的計(jì)算公式以高精度和很好的響應(yīng)來計(jì)算得到最佳步長大小。其結(jié)果是， 可以在自適應(yīng)濾波器單元中執(zhí)行適當(dāng)?shù)幕匾粝幚怼?br> 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在用于免提通信系統(tǒng)的回音消除器中，通過使 用基于反饋路徑的輸出信號與殘差信號之比來限定的量來計(jì)算步長大小， 可以以高精度和很好的響應(yīng)來算出最佳步長大小。
另外，通過使用具有回音消除器的話音處理裝置來執(zhí)行適當(dāng)?shù)幕匾粝?除處理，從而解決了在諸如免提電話系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)之類的免提通信 系統(tǒng)中的諸如回音和嘯聲之類的問題。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的免提通信系統(tǒng)的整體配置的框 圖；以及
圖2是示出在話音處理裝置中的信號處理單元的配置的框圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
首先，將說明應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的回音消除器和話音處理裝置 的免提通信系統(tǒng)的一個(gè)示例。圖1示出了作為雙向(全雙工)免提通信系 統(tǒng)的一個(gè)示例的視頻會議系統(tǒng)的配置。在圖1中，省略了對與說明本發(fā)明 實(shí)施例無關(guān)的諸如關(guān)于圖像處理的部分之類的部分的描述。
在圖1所示的視頻會議系統(tǒng)中，近端設(shè)備3通過通信電路4而與遠(yuǎn)端 設(shè)備5相連接，這使得可以進(jìn)行雙向的全雙工通信，其中，近端設(shè)備3包 括用于輸出接收語音的揚(yáng)聲器1和向其輸入發(fā)送語音的麥克風(fēng)2，類似地 遠(yuǎn)端設(shè)備5也包括揚(yáng)聲器6和麥克風(fēng)7。近端設(shè)備3和遠(yuǎn)端設(shè)備5是具有 相同功能的話音處理裝置，并省略了關(guān)于遠(yuǎn)端設(shè)備5的內(nèi)部模塊的描述。
連接到近端設(shè)備3的揚(yáng)聲器1輸出由連接到遠(yuǎn)端設(shè)備5的麥克風(fēng)收集 并經(jīng)近端設(shè)備3處理的語音。連接到近端設(shè)備3的麥克風(fēng)2收集在近端側(cè) 的視頻會議參加者的話音，并收集疊加在通過空氣從揚(yáng)聲器1輸出的話音 上的語音。
D/A (數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器11將在信號處理單元13處經(jīng)過處理的數(shù)字 語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬語音數(shù)據(jù)。在D/A轉(zhuǎn)換器處經(jīng)過處理的模擬語音數(shù)據(jù)
經(jīng)放大器(未示出)適當(dāng)放大，從而從揚(yáng)聲器l輸出。
A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器12將麥克風(fēng)2所收集的語音(模擬語音數(shù)
據(jù))轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音數(shù)據(jù)。這時(shí)，已經(jīng)經(jīng)放大器(未示出)適當(dāng)放大的語
音(模擬語音數(shù)據(jù))被輸入到A/D轉(zhuǎn)換器12。
信號處理單元13例如包括數(shù)字信號處理器(DSP)，其執(zhí)行將輸入和 輸出語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成期望數(shù)據(jù)的處理。稍后將詳細(xì)說明該處理。
音頻編解碼器14將基于麥克風(fēng)輸入的從信號處理單元13發(fā)送而來的 語音數(shù)據(jù)編碼成視頻會議系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)化代碼，并對來自遠(yuǎn)端設(shè)備5的從 通信單元15發(fā)送而來的編碼語音數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到信號處 理單元13。
通信單元15利用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信、通過通信單元4來發(fā)送和接收針對遠(yuǎn) 端設(shè)備5的編碼語音的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。使用諸如Ethernet (商標(biāo)) 之類的通用數(shù)字通信電路來作為通信電路4。
圖2是示出信號處理單元13的內(nèi)部配置的框圖。在圖2中，也省略了 對與本發(fā)明實(shí)施例的說明無關(guān)的部分的描述。
信號處理單元13起到回音消除器的作用，其被配置以包括u控制單元 21和自適應(yīng)濾波器單元22。在本實(shí)施例中，應(yīng)用歸一化LMS算法(下文 中稱為"NLMS")來作為自適應(yīng)算法。在NLMS算法中，濾波器系數(shù)被 更新從而使得麥克風(fēng)輸入信號和估計(jì)所得的回音信號之間的殘差信號變得 很小。
u控制單元21起到步長大小控制單元的作用，其算出u值以作為用于 控制在自適應(yīng)濾波器單元22中的每次迭代中的校正量大小(即，收斂速 度)的常數(shù)(步長大小(校正寬度))，并將結(jié)果輸出到自適應(yīng)濾波器單 元22。
自適應(yīng)濾波器單元22包括自適應(yīng)濾波功能和計(jì)算功能，在自適應(yīng)濾波 功能中，根據(jù)來自P控制單元21的最佳步長大小(y值)來自適應(yīng)地識 別由揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)之間的聲耦合形成的反饋路徑(回音路徑)的沖激響 應(yīng)，并根據(jù)該反饋路徑的輸入信號(接收信號)來估計(jì)反饋路徑的回音分 量；在計(jì)算功能中，由自適應(yīng)濾波器估計(jì)得到的回音分量被從反饋路徑的
輸出信號(麥克風(fēng)輸入信號)中減去。利用采樣頻率48000Hz來逐漸地執(zhí)
行自適應(yīng)。
自適應(yīng)濾波器單元22包括具有可變系數(shù)的處理器和隨時(shí)確定該系數(shù)的 算法，其通過利用該算法(在本實(shí)施例中為NLMS算法，其中來自自適應(yīng) 濾波器單元22中的減法器的輸出信號的均方值被最小化)來自適應(yīng)地更 新可變?yōu)V波器系數(shù)，從而估計(jì)反饋路徑的回音分量(通過反饋路徑的接收 信號的反饋分量)。然后，通過在減法器中從發(fā)送信號中減去由自適應(yīng)濾 波器估計(jì)得到的回音分量，去除了包括在發(fā)送信號中的回音分量，這防止 了除由麥克風(fēng)收集的回音之外的分量(由說話者對麥克風(fēng)發(fā)出的語音或周 圍噪音)受到損壞。
從音頻編解碼器14發(fā)送到信號處理單元13的語音信號(接收信號) 不僅直接從揚(yáng)聲器1輸出，而且還被發(fā)送到^控制單元21和自適應(yīng)濾波 器單元22。從麥克風(fēng)2通過A/D轉(zhuǎn)換器12而發(fā)送到信號處理單元13的語 音信號(麥克風(fēng)輸入信號)被發(fā)送到u控制單元21和自適應(yīng)濾波器單元 22。在u控制單元21中，根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器12發(fā)送而來的麥克風(fēng)輸入信 號和接收信號或者從自適應(yīng)濾波器單元22發(fā)送而來的經(jīng)過回音消除處理 之后的語音信號來算出最佳步長大小(P值)，從而將其輸出到自適應(yīng)濾 波器單元22。在自適應(yīng)濾波器單元22中，基于從P控制單元21提供的u 值來執(zhí)行自適應(yīng)處理，并且己經(jīng)執(zhí)行過回音消除處理的語音信號被從信號 處理單元13發(fā)送到音頻編解碼器14。
在噪音和已發(fā)送的語音也被收集的情況下，除回音之外的信號充當(dāng)干
擾信號，因此，在自適應(yīng)濾波器中的濾波器系數(shù)的估計(jì)變得不穩(wěn)定，并且 輸出有時(shí)候不收斂。在這種情況下，在本發(fā)明的實(shí)施例中采用了使用回音 逆程損耗增強(qiáng)(echo return loss enhancement,下文中稱為ERLE)的方 法，以作為査找最佳步長大小的方法，該方法將在下面描述。ERLE指示 在自適應(yīng)濾波器單元22中將回音去除到何種程度(回音減少量)。
當(dāng)要被輸入到麥克風(fēng)2的干擾信號為S(k)，由自適應(yīng)濾波器估計(jì)得到 的回音信號為Ep(k)，而自適應(yīng)濾波器沒有完全去除的殘差回音信號是 Er(k)時(shí)，輸入到麥克風(fēng)2的語音信號M(k)和從自適應(yīng)濾波器單元22輸出
的回音消除輸出信號(殘差信號)Y(k)分別由以下公式來表示。"k"表示頻率。
M(一柳+五K" +五洲 …(2) 順=柳+歸)…(3)
回音減少量ERLE是通過使用麥克風(fēng)輸入信號M(k)和殘差信號Y(k)之 間的幅度比來限定的量，并且其由以下公式來表示。單位是[dB]。
五iLLE-201og
(4)
I順I(yè)
在本實(shí)施例中，殘差信號Y(k)和麥克風(fēng)輸入信號M(k)的功率平方比通 過以下公式(5)而被表示為回音減少量ERLE。
腦=F …。)
E [I柳|2 ] + E [I歸)I2 ] +《I柳|2 ]
E[]指的是采用了短時(shí)間平均。
當(dāng)省略短時(shí)間平均、功率和平方時(shí)，用"S"來表示E[|S(k)|2]，用 "Er"來表示E[|Er(k)|2]，而用"Ep"來表示E[|Ep(k)|2]，則公式(5)可 以表示為下式。
ERLE=S+Er/S+Er+Ep ... (6)
基于各個(gè)信號的短時(shí)間平均的功率來計(jì)算得到的回音減少量被稱為 "短時(shí)間ERLE"，而采用通過將"短時(shí)間ERLE"乘以時(shí)間常數(shù)的長時(shí) 間平均的量被稱為"長時(shí)間ERLE"。在測量時(shí)間長到特定程度，例如10 秒的情況下，存在很多沒有進(jìn)行對話的時(shí)間，并且在平均的情況下干擾信 號S(k)變得近似為零。在這種情況下，在長時(shí)間ERLE中的干擾信號S(k) 的影響被消除，并且ERLE變得接近以下公式。
五r
五則=_^_ …(7)
這里，通過使用公式(6)的短時(shí)間ERLE和公式(7)的長時(shí)間 ERLE，公式(1)的最佳步長大小u(k)被轉(zhuǎn)換為如以下公式(8a)到 (8e)所示。
nIff] 2| …<formula>formula see original document page 11</formula>(8d)
...(8e)
根據(jù)以上公式可見可以通過使用短時(shí)間ERLE和長時(shí)間ERLE來計(jì)算 NLMS算法中的最佳步長大小u(k)，而無需直接計(jì)算干擾信號S(k)和殘差 回音信號Er(k)。 P控制單元21將利用以上計(jì)算公式來計(jì)算得到的最佳步 長大小P (k)發(fā)送給自適應(yīng)濾波器單元22。自適應(yīng)濾波器單元22基于該最 佳步長大小P(k)來確定濾波器系數(shù)，并執(zhí)行回音消除處理，然后，將接受 過回音消除處理的語音信號Y(k)發(fā)送到音頻編解碼器14。然后，該接受過 回音消除處理的語音信號被從近端設(shè)備3發(fā)送到遠(yuǎn)端設(shè)備5，從而從揚(yáng)聲 器6輸出。
根據(jù)以上實(shí)施例，可以在u控制單元21中基于回音減少量ERLE來高 精度地、并且利用相對簡單的計(jì)算來以很好的響應(yīng)來算出自適應(yīng)濾波器的 最佳步長大小u值。g卩，即使在殘差信號中包括干擾信號Er(k)，也可以通 過使用回音減少量ERLE來表示NLMS算法中的最佳步長大小"(k)，因 此，自適應(yīng)濾波器在最佳步長大小方面的更新變得可能。其結(jié)果是，自適 應(yīng)濾波器單元22可以基于最佳步長大小ix值來確定濾波器系數(shù)，并可以 執(zhí)行合適的回音消除處理。因此，解決了免提電話和視頻會議中的回音問 題，并且遠(yuǎn)端設(shè)備5的用戶可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)叵嘶匾舻拿馓嵴Z音通信。 類似地，遠(yuǎn)端設(shè)備5設(shè)有與近端設(shè)備3的信號處理單元13相同的功能，并 且近端設(shè)備3的用戶可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)叵嘶匾舻拿馓嵴Z音通信。
同樣優(yōu)選的是應(yīng)用在自適應(yīng)濾波器單元22的后一級處提供回音抑制單
元的配置，并且對在自適應(yīng)濾波器單元22中的回音消除處理中沒有完全 去除的殘差回音執(zhí)行回音抑制處理。
當(dāng)通過在語音頻帶的整個(gè)頻帶內(nèi)進(jìn)行平均來計(jì)算最佳步長大小時(shí)，在
自適應(yīng)濾波器單元22處沒有選擇每一個(gè)頻率處的最佳濾波器系數(shù)，并且
沒有適當(dāng)?shù)貓?zhí)行在每一個(gè)頻帶內(nèi)的回音消除處理。因此，作為本實(shí)施例的
修改示例，提出針對根據(jù)麥克風(fēng)輸入信號的各個(gè)頻帶的自適應(yīng)處理，基
于回音減少量ERLE、以高精度和很好的響應(yīng)來算出各個(gè)最佳步長大小
例如，頻帶[Hz]被劃分成0<k《100， 100<k《200， 20(Kk《300…等。 在u控制單元21中，基于根據(jù)這些頻帶的回音減少量ERLE來算出最佳 步長大小u值，并且自適應(yīng)濾波器單元22根據(jù)各個(gè)頻帶、基于各個(gè)最佳 步長大小P值來確定濾波器系數(shù)，并根據(jù)該頻帶來算出回音分量，從而執(zhí) 行回音消除處理。然后，結(jié)果被發(fā)送到音頻編解碼器14。根據(jù)所述處理， 利用根據(jù)頻帶來計(jì)算得到的最佳步長大小，而非利用在整個(gè)頻帶內(nèi)的均一 步長大小，細(xì)致的回音消除處理變得可能。
另外，作為所述實(shí)施例的另一個(gè)修改示例，在通過劃分語音頻帶來執(zhí) 行回音消除處理的話音處理裝置中，針對在聲音質(zhì)量上具有很強(qiáng)的影響的 頻率分量，執(zhí)行利用基于回音減少量ERLE來算出的最佳步長大小"值的 自適應(yīng)處理；而針對在聲音質(zhì)量上具有很小影響的頻率分量，執(zhí)行利用規(guī) 定步長大小、使用語音開關(guān)等的自適應(yīng)處理。語音開關(guān)是用于切換最佳步 長大小的計(jì)算的操作或不操作的切換裝置。根據(jù)這樣的配置，可以設(shè)計(jì)出 既考慮到聲音質(zhì)量又考慮到計(jì)算量的免提通信系統(tǒng)。
此外，作為所述實(shí)施例的另一個(gè)修改示例，優(yōu)選的是應(yīng)用這樣的配 置，其中，在w控制單元21中根據(jù)針對特定頻率分量的頻帶來計(jì)算最佳 步長大小，并且針對其它頻率分量將特定步長大小輸出到自適應(yīng)濾波器單 元22。因此，根據(jù)特定頻率分量中的頻帶來設(shè)置適當(dāng)?shù)牟介L大小u值，并 且在自適應(yīng)濾波器單元22中，更細(xì)致的回音消除處理變得可能。
本發(fā)明并不限于以上實(shí)施例，并且很顯然在不脫離本發(fā)明的要旨的范 圍內(nèi)可以進(jìn)行各種修改和變化，例如在集成配置了y控制單元21和自適應(yīng)濾波器單元22的處理單元中提供它們的功能。 相關(guān)申請的交叉引用
本申請包含與2006年11月10日向日本專利局提交的日本專利申請JP 2006-305794相關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于免提通信系統(tǒng)的回音消除器，在所述免提通信系統(tǒng)中，通過使用揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)來執(zhí)行免提通信，所述回音消除器包括步長大小控制單元，該步長大小控制單元計(jì)算自適應(yīng)濾波器中的步長大小值；以及自適應(yīng)濾波器單元，該自適應(yīng)濾波器單元根據(jù)從所述步長大小控制單元輸入的所述步長大小，通過自適應(yīng)地識別由所述揚(yáng)聲器和所述麥克風(fēng)的聲耦合等形成的反饋路徑的沖激響應(yīng)來根據(jù)反饋路徑的輸入信號估計(jì)所述反饋路徑的回音分量，并且從所述反饋路徑的輸出信號中減去所述回音分量，并且其中，所述步長大小控制單元通過使用基于所述反饋路徑的輸出信號與殘差信號之比來限定的回音減少量來計(jì)算步長大小值，并將所述值輸出到所述自適應(yīng)濾波器單元。
2. 如權(quán)利要求l所述的回音消除器，其中，當(dāng)輸入到所述反饋路徑的干擾信號是S(k)，殘差回音信號是 Er(k)，短時(shí)間平均是E[]，并且頻率是k時(shí)，在歸一化最小均方誤差算法 中更新的最佳濾波器步長大小u (k)由下式來表示y (k)=E[|Er(k)|2]/{E[|S(k)|2]+ E[|Er(k)|2]}，并且其中，所述步長大小控制單元通過使用基于所述短時(shí)間平均的功率來 計(jì)算得到的回音減少量(短時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng))和基于長時(shí)間平均的 功率來計(jì)算得到的回音減少量(長時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng))來計(jì)算所述步 長大小"(k)。
3. 如權(quán)利要求2所述的回音消除器，其中，當(dāng)在所述自適應(yīng)濾波器單元中估計(jì)得到的回音信號是Ep(k)， 來自所述反饋路徑的輸出信號與所述殘差信號的功率平方之比是回音逆程 損耗增強(qiáng)時(shí)，基于所述短時(shí)間平均的功率來計(jì)算得到的回音逆程損耗增強(qiáng)由下式來表示短時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng)={E[|S(k)|2]+ E[|Er(k)|2]}/{E[|S(k)l2]+ E[|Er(k)|2]+E[|Ep(k)|2]}，并且基于所述長時(shí)間平均的功率來計(jì)算得到的回 音逆程損耗增強(qiáng)由下式來表示長時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng)=E[|Er(k)|2]/{ E[|Er(k)|2]+E[|Ep(k)|2]}， 并且所述步長大小u (k)由下式來表示u (k)=長時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng)*(1 一短時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng))/[短時(shí)間 回音逆程損耗增強(qiáng)*(1_長時(shí)間回音逆程損耗增強(qiáng))]。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任意一個(gè)所述的回音消除器，其中，所述步長大小控制單元根據(jù)各個(gè)頻帶來計(jì)算步長大小，以將它 們提供給所述自適應(yīng)濾波器單元。
5. 如權(quán)利要求1到3中的任意一個(gè)所述的回音消除器，其中，所述步長大小控制單元針對特定頻率分量來計(jì)算步長大小，并 針對其它頻率分量將規(guī)定步長大小提供給所述自適應(yīng)濾波器單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任意一個(gè)所述的回音消除器，其中，所述步長大小控制單元根據(jù)針對特定頻率分量的各個(gè)頻帶來計(jì) 算步長大小，并針對其它頻率分量將規(guī)定步長大小提供給所述自適應(yīng)濾波 器單元。
7. —種用于免提通信系統(tǒng)的話音處理裝置，在所述免提通信系統(tǒng) 中，通過使用揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)來執(zhí)行免提通信，所述話音處理裝置包括揚(yáng)聲器，該揚(yáng)聲器輸出從遠(yuǎn)端側(cè)接收到的接收信號； 麥克風(fēng)，發(fā)送語音被輸入到該麥克風(fēng)；以及回音消除器，該回音消除器包括計(jì)算自適應(yīng)濾波器中的步長大小值的 步長大小控制單元以及自適應(yīng)濾波器單元，該自適應(yīng)濾波器單元根據(jù)從所 述步長大小控制單元輸入的所述步長大小，通過自適應(yīng)地識別由所述揚(yáng)聲 器和所述麥克風(fēng)的聲耦合等形成的反饋路徑的沖激響應(yīng)來根據(jù)反饋路徑的 輸入信號估計(jì)所述反饋路徑的回音分量，并且從所述反饋路徑的輸出信號 中減去所述回音分量，并且其中，所述步長大小控制單元通過使用基于所述反饋路徑的輸出信號 與殘差信號之比來限定的量來計(jì)算步長大小值，并將所述值輸出到所述自 適應(yīng)濾波器單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于免提通信系統(tǒng)的回音消除器，在該免提通信系統(tǒng)中，通過使用揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)來執(zhí)行免提通信。所述回音消除器包括計(jì)算自適應(yīng)濾波器中的步長大小值的步長大小控制單元以及自適應(yīng)濾波器單元，自適應(yīng)濾波器單元通過自適應(yīng)地識別由揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的聲耦合等形成的反饋路徑的沖激響應(yīng)來根據(jù)反饋路徑的輸入信號估計(jì)該反饋路徑的回音分量，并且從反饋路徑的輸出信號中減去回音分量，其中，步長大小控制單元通過使用基于反饋路徑的輸出信號與殘差信號之比來限定的回音減少量來計(jì)算步長大小值，并將該值輸出到自適應(yīng)濾波器單元。
文檔編號H04B3/23GK101179296SQ200710170340
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者川口貴義, 木原信之, 櫻庭洋平 申請人:索尼株式會社