專(zhuān)利名稱(chēng)：回聲消除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別地涉及一種適合用于車(chē)載用的聲音識(shí)別裝置、免提電話的回聲消除器。
背景技術(shù)：
在車(chē)載導(dǎo)航裝置的聲音識(shí)別或免提電話中，目前，已知有一種能從輸入到麥克風(fēng)的聲音中去除由車(chē)載揚(yáng)聲器輸出的音樂(lè)、聲音等，僅對(duì)說(shuō)話者的聲音進(jìn)行聲音識(shí)別或用電話朝對(duì)方一側(cè)傳遞信息的回聲消除器(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。如上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2所示，通過(guò)用自適應(yīng)濾波器對(duì)從回聲聲源輸入的參照信號(hào)進(jìn)行處理來(lái)生成從回聲聲源經(jīng)由揚(yáng)聲器混入麥克風(fēng)的回聲去除信號(hào)的型號(hào)的回聲消除器，需對(duì)形成回聲的各個(gè)聲源(以下，稱(chēng)為回聲聲源)執(zhí)行回聲消除處理。因此，例如，在考慮設(shè)想的最大的回聲聲源數(shù)為六個(gè)通道 八個(gè)通道等的情況下，要求裝設(shè)具有較高的處理能力的處理器。此外，在只有比設(shè)想的最大的回聲聲源數(shù)少的回聲聲源數(shù)的狀況中，由于無(wú)需進(jìn)行自適應(yīng)濾波器的幾個(gè)處理，因此，在回聲消除處理中會(huì)發(fā)生無(wú)用的處理，從而產(chǎn)生處理器資源的無(wú)用的分配。另外，在自適應(yīng)濾波器中，必要的抽頭(tap)數(shù)因使用聲音識(shí)別裝置、免提電話的環(huán)境而異，在設(shè)想最壞的環(huán)境來(lái)決定抽頭數(shù)的情況下，由于形成為抽頭數(shù)越多回聲消除效果越好的結(jié)構(gòu)，所以要求處理能力非常高的處理器。因此，目前已知有一種在AV設(shè)備用聲音識(shí)別裝置中通過(guò)始終使回聲聲源的參照信號(hào)單聲道化來(lái)減輕處理器的處理的技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。由于采用該技術(shù)回聲聲源的數(shù)量始終為一個(gè)，所以，因回聲聲源數(shù)的減少而對(duì)于回聲消除的處理不產(chǎn)生浪費(fèi)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2000-231399號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)2003-99100號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利特開(kāi)2001-100785號(hào)公報(bào)然而，根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)3所揭示的技術(shù)，在僅使參照信號(hào)單聲道化，將形成回聲的聲源作為立體聲來(lái)使用的情況下，自適應(yīng)濾波器的回聲消除量可能會(huì)產(chǎn)生劣化，回聲聲源的數(shù)量(通道)越多則劣化的可能性就越高。若將參照信號(hào)和形成回聲的聲源的兩者單聲道化，則能不使回聲消除量產(chǎn)生劣化地進(jìn)行回聲消除處理，但存在的問(wèn)題是:在選擇⑶(Compact Disc)、DVD (DigitalVersatile Disc)、TV(Television)等音頻聲源作為回聲聲源的情況下，因單聲道化而導(dǎo)致始終大幅度地失去立體聲、環(huán)繞聲的聲音的臨場(chǎng)感，作為AV設(shè)備具有致命的缺陷。
另外，考慮在發(fā)聲時(shí)也進(jìn)行單聲道化這樣的方法，但在自適應(yīng)濾波器的性質(zhì)上，由于需要進(jìn)行濾波器系數(shù)的學(xué)習(xí)，因此，存在的問(wèn)題是:到發(fā)聲為止必須要獲得足夠的自適應(yīng)濾波器的學(xué)習(xí)時(shí)間。本發(fā)明為解決上述的技術(shù)問(wèn)題而作，其目的在于提供一種能不依存于回聲聲源的數(shù)量的大小而獲得更多的回聲消除效果的回聲消除器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的回聲消除器是一種利用自適應(yīng)濾波器對(duì)從形成回聲的各個(gè)聲源被輸入的參照信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)生成回聲去除信號(hào)的回聲消除器，其特征是，包括:聲源數(shù)檢測(cè)部，其從上述參照信號(hào)對(duì)上述形成回聲的聲源的數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)；以及控制部，其按照被上述聲源數(shù)檢測(cè)部檢測(cè)到的聲源的數(shù)量使上述自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)可變。另外，本發(fā)明的回聲消除器是一種包括利用一個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器對(duì)從形成回聲的各個(gè)聲源被輸入的參照信號(hào)進(jìn)行濾波生成回聲去除信號(hào)來(lái)進(jìn)行回聲消除處理的處理器的回聲消除器，其特征是，包括:信號(hào)功率測(cè)量部，其監(jiān)視上述處理器的上述自適應(yīng)濾波器的回聲消除處理前后的信號(hào)功率；以及控制部，其通過(guò)由上述信號(hào)功率測(cè)量部的輸出判定的、上述處理器的處理能力與上述一個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器的回聲消除效果的平衡來(lái)使上述自適應(yīng)濾波器的有效數(shù)或抽頭數(shù)可變。另外，本發(fā)明的回聲消除器是一種包括利用一個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器對(duì)從形成回聲的各個(gè)聲源被輸入的參照信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)生成回聲去除信號(hào)的處理器的回聲消除器，其特征是，包括:聲源數(shù)變換部，其根據(jù)規(guī)定的條件使上述回聲聲源的數(shù)量可變；以及控制部，其監(jiān)視上述自適應(yīng)濾波器的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，在被判定為以上述處理器具有的處理能力不能處理上述形成回聲的聲源的數(shù)量的上述自適應(yīng)濾波器的情況下，控制上述聲源數(shù)變換部以進(jìn)行使上述回聲聲源的有效數(shù)減少的處理。根據(jù)本發(fā)明的回聲消除器，能不依存于回聲聲源的數(shù)量的大小地獲得更多回聲消除效果。


圖1是表不包含本發(fā)明實(shí)施方式I的回聲消除器(echo canceller)的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)和聲源從立體聲變化為單聲道的情況下的回聲消除器的結(jié)構(gòu)的變化的框圖。圖2是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式2的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)和聲源從立體聲變化為單聲道的情況下的回聲消除器的結(jié)構(gòu)的變化的框圖。圖3是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式3的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式4的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式5的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式以下，為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，根據(jù)附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式I
圖1是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式I的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)和聲源從立體聲變化為單聲道的情況下的回聲消除器的結(jié)構(gòu)的變化的框圖。如圖1所示，聲音識(shí)別裝置由回聲消除器10、聲音識(shí)別部11、揚(yáng)聲器12 (12L、12R)、音量調(diào)節(jié)部13(13L、13R)及麥克風(fēng)14構(gòu)成?；芈曄?0具有自適應(yīng)濾波器(adaptive filter) 101、自適應(yīng)濾波器102、聲源數(shù)檢測(cè)部103、存儲(chǔ)部104及控制部105。例如，自適應(yīng)濾波器101、102是按照最小均方(LMS:Least Mean Square)等優(yōu)化算法來(lái)使其傳遞函數(shù)自適應(yīng)的濾波器，具體而言，作為進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字濾波器被DSP (Digital Signal Processing 數(shù)字信號(hào)處理)安裝。聲源數(shù)檢測(cè)部103檢測(cè)形成回聲的聲源的數(shù)量并將其傳輸至控制部105。在此，檢測(cè)從立體聲變化為單聲道的情況并通知給控制部105。在存儲(chǔ)部104中在控制部105的控制之下存儲(chǔ)有自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)量的濾波器系數(shù)(學(xué)習(xí)數(shù)據(jù))?？刂撇?05根據(jù)形成被聲源數(shù)檢測(cè)部103檢測(cè)到的回聲的聲源的數(shù)量，按照后述步驟對(duì)自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)進(jìn)行可變控制。另外，在使自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)變化時(shí)，控制部105將之前的自適應(yīng)濾波器101、102的濾波器系數(shù)存儲(chǔ)保存于存儲(chǔ)部104，下次，在以相同的抽頭數(shù)進(jìn)行處理的情況下，從存儲(chǔ)部104恢復(fù)并再利用該濾波器系數(shù)。聲音識(shí)別部11獲得回聲消除器10的輸出以作為輸入信號(hào),從而對(duì)被麥克風(fēng)14集聲的說(shuō)話者(在圖1中以臉標(biāo)記顯示)的發(fā)聲內(nèi)容進(jìn)行聲音識(shí)別。聲音識(shí)別部11使用基本的聲音識(shí)別的結(jié)構(gòu)，例如，利用傅里葉解析等數(shù)學(xué)的信號(hào)處理方法將被輸入的聲音變換為特征量，對(duì)表示在此能獲得的特征量的聲響與發(fā)聲記號(hào)等的概率的對(duì)應(yīng)關(guān)系的聲學(xué)模型(acoustic model)、將識(shí)別對(duì)象的單詞數(shù)據(jù)庫(kù)化的詞典、以及表示詞典中的單詞的每個(gè)應(yīng)用的發(fā)聲概率的語(yǔ)言模型等進(jìn)行索引，并根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)的方法輸出文本。在上述結(jié)構(gòu)中，回聲消除器10經(jīng)由通信線15、16讀取從揚(yáng)聲器12L、12R被輸出的、例如車(chē)載AV設(shè)備的再生聲音來(lái)作為參照信號(hào)。此外，回聲消除器10利用自適應(yīng)濾波器101、102去除經(jīng)由麥克風(fēng)14混入說(shuō)話者發(fā)出的聲音的揚(yáng)聲器12L、12R的輸出聲音，并將該輸出傳輸至聲音識(shí)別部11。在此，回聲消除器10包括聲源數(shù)檢測(cè)部103，在被聲源數(shù)檢測(cè)部103檢測(cè)到立體聲期間，控制部105使自適應(yīng)濾波器101、102以抽頭數(shù)“100”分別動(dòng)作，但在檢測(cè)到單聲道的情況下，控制部105控制使任一個(gè)自適應(yīng)濾波器(在此，自適應(yīng)濾波器102)的抽頭數(shù)增加(+ 100)，并控制使另一個(gè)自適應(yīng)濾波器(在此，自適應(yīng)濾波器101)的回聲消除處理停止。S卩，由于控制部105根據(jù)聲源的數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化動(dòng)態(tài)地使自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)變化，例如，即使對(duì)于立體聲與單聲道切換的無(wú)線電廣播這樣的聲源，也可始終以適當(dāng)?shù)臑V波器抽頭數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)回聲消除處理。另外，由于可根據(jù)聲源數(shù)的變化使自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)立即變化，即使在聲源的數(shù)量增加的情況下，也能立即進(jìn)行以適當(dāng)?shù)幕芈曄繛橹鞯臏?zhǔn)備。如上所述，被控制而生成的回聲消除器10的輸出被傳輸至聲音識(shí)別部11，從而以聲音識(shí)別部11對(duì)被麥克風(fēng)14集聲的說(shuō)話者的發(fā)聲內(nèi)容進(jìn)行聲音識(shí)別。聲音識(shí)別部11從發(fā)聲內(nèi)容提取特征量，通過(guò)參照未圖示的聲學(xué)模型、詞典及語(yǔ)言模型等，來(lái)輸出被識(shí)別的文本并將其傳輸至未圖示的導(dǎo)航裝置等，從而能進(jìn)行聲音輸入的例如目的地設(shè)定、引導(dǎo)等的導(dǎo)航?？刂撇?05進(jìn)行控制以在聲音識(shí)別部11的聲音識(shí)別中及其之前使自適應(yīng)濾波器101,102的抽頭數(shù)不變化。這是用于避免在聲音識(shí)別中因自適應(yīng)濾波器101、102的濾波器系數(shù)混亂而導(dǎo)致聲音識(shí)別的誤識(shí)別的措施。另外，在執(zhí)行增加抽頭數(shù)的控制前，控制部105將之前的濾波器系數(shù)保存(退避)于存儲(chǔ)部104，下次，在聲源數(shù)檢測(cè)部103中檢測(cè)到是立體聲的情況下，恢復(fù)(復(fù)原)并使用之前保存的濾波器系數(shù)。藉此，能縮短自適應(yīng)濾波器101、102的學(xué)習(xí)時(shí)間，并有助于削減學(xué)習(xí)所需的運(yùn)算量。藉此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的回聲消除器，即使在自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)頻繁變化這樣的使用環(huán)境中，也能以用最小的濾波器系數(shù)的自適應(yīng)處理時(shí)間立即獲得回聲消除效果。在用自適應(yīng)濾波器101、102不能充分地完全去除來(lái)自揚(yáng)聲器12 (12L、12R)的再生聲音的情況下，通過(guò)使控制部105控制音量調(diào)節(jié)部13(13L、13R)，能將揚(yáng)聲器12(12L、12R)的音量限制于任意的水平，藉此，能防止來(lái)自揚(yáng)聲器12 (12L、12R)的AV再生聲音等混入輸
入聲音。根據(jù)上述的本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的回聲消除器，通過(guò)按照形成回聲的聲源的數(shù)量的變化使自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)變化，能在回聲聲源的數(shù)量較少的情況下使用安裝有DSP的回聲消除器10的剩余的處理能力，從而能進(jìn)一步提高回聲消除處理能力。此時(shí)，通過(guò)將設(shè)定于自適應(yīng)濾波器102的抽頭數(shù)設(shè)為與形成回聲的聲源的數(shù)量成反比例的數(shù)，能進(jìn)行被增減的聲源數(shù)消耗或滿足剩余的DSP性能的靈活的控制。另外，通過(guò)按照自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)來(lái)限制形成回聲的聲源(揚(yáng)聲器12L、12R)的最大音量，即使在自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)較少，且回聲消除處理能力較低的情況下，也能避免來(lái)自麥克風(fēng)14的回聲的混入。實(shí)施方式2圖2是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式2的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)和聲源從立體聲變化為單聲道的情況下的回聲消除器的結(jié)構(gòu)的變化的框圖。在圖2中，只要沒(méi)有特別聲明，就將標(biāo)注有與圖1相同號(hào)碼的框作為具有與圖1所示的框相同名稱(chēng)、功能的框。如圖2所示，在本發(fā)明實(shí)施方式2的回聲消除器中，與圖1所示的實(shí)施方式I的差異在于，具有延遲框106，通過(guò)利用延遲框106使與自適應(yīng)濾波器101的抽頭數(shù)相當(dāng)量的采樣延遲，從而使自適應(yīng)濾波器102的抽頭數(shù)等效地可變。即，在此，利用聲源的數(shù)量來(lái)使自適應(yīng)濾波器102的抽頭數(shù)等效地變化。其他的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I的相同。在上述結(jié)構(gòu)中，與實(shí)施方式I相同，回聲消除器10經(jīng)由通信線15、16讀取從成為回聲聲源的揚(yáng)聲器12(12L、12R)被輸出的、例如車(chē)載AV設(shè)備的再生聲音來(lái)作為參照信號(hào)。此外，回聲消除器10利用自適應(yīng)濾波器101、102去除經(jīng)由麥克風(fēng)14混入說(shuō)話者發(fā)出的聲音的揚(yáng)聲器12(12L、12R)的輸出聲音,并將該輸出傳輸至聲音識(shí)別部11。在此，由于回聲消除器10在實(shí)施方式I具有的結(jié)構(gòu)中還具有延遲框106，因此，在從通信線15、16中傳播的參照信號(hào)被聲源數(shù)檢測(cè)部103檢測(cè)到是立體聲的期間，控制部105使在延遲框106中的延遲為O采樣，從而控制自適應(yīng)濾波器101、102來(lái)執(zhí)行在通常的立體聲中的回聲消除處理。另一方面，在被聲源數(shù)檢測(cè)部103檢測(cè)到單聲道的情況下，由于控制部105利用延遲框106使自適應(yīng)濾波器101的抽頭數(shù)量(100)的采樣數(shù)延遲，并用兩個(gè)自適應(yīng)濾波器101、102來(lái)執(zhí)行回聲消除處理，從而能等效地增加自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)，藉此，提高了回聲消除的性能。在先前說(shuō)明的實(shí)施方式I中，為了執(zhí)行自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭切換，需重新進(jìn)行用于自適應(yīng)化的學(xué)習(xí)，但在上述的實(shí)施方式2中，對(duì)于自適應(yīng)濾波器102已經(jīng)結(jié)束了學(xué)習(xí)，因此，僅對(duì)另一個(gè)自適應(yīng)濾波器101執(zhí)行學(xué)習(xí)處理即可，所以與實(shí)施方式I相比，可獲得能削減學(xué)習(xí)處理所需的時(shí)間及用于該學(xué)習(xí)處理的運(yùn)算量的效果。另外，與實(shí)施方式I相同，回聲消除器10具有存儲(chǔ)部104，在使延遲框106的延遲采樣數(shù)變化前，控制部105將學(xué)習(xí)結(jié)束的自適應(yīng)濾波器101、102的濾波器系數(shù)存儲(chǔ)(退避)保存于存儲(chǔ)部104，下次，在聲源數(shù)檢測(cè)部103中檢測(cè)到是立體聲的情況下，控制部105恢復(fù)(復(fù)原)先前保存于存儲(chǔ)部104的濾波器系數(shù)，使延遲框106的延遲采樣數(shù)返回到與改變前相同的值并使用該值。藉此，能進(jìn)一步縮短自適應(yīng)濾波器101、102的學(xué)習(xí)時(shí)間，并有助于削減學(xué)習(xí)所需的運(yùn)算量。在用自適應(yīng)濾波器101、102不能充分地完全去除來(lái)自揚(yáng)聲器12 (12L、12R)的再生聲音的情況下，通過(guò)使控制部105控制音量調(diào)節(jié)部13(13L、13R)，能將揚(yáng)聲器12(12L、12R)的音量限制于任意的水平，藉此，能防止來(lái)自揚(yáng)聲器12 (12L、12R)的AV再生聲音等混入輸
入聲音。實(shí)施方式3圖3是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式3的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3所示，聲音識(shí)別裝置由回聲消除器30、聲音識(shí)別部31、成為回聲聲源的揚(yáng)聲器32、麥克風(fēng)33構(gòu)成。如下所述，在此，回聲消除器30對(duì)自適應(yīng)濾波器301 304的有效數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以用最小限度的處理器資源獲得最大的回聲消除效果。在回聲消除器30中安裝有處理器(DSP)，回聲消除器30具有自適應(yīng)濾波器301 304、延遲框305 307、信號(hào)功率測(cè)量部308 312、控制部313。信號(hào)功率測(cè)量部308 312監(jiān)視DSP的自適應(yīng)濾波器301 304的各回聲消除處理前后的信號(hào)功率，并將其傳輸至控制部313?？刂撇?13監(jiān)視DSP的自適應(yīng)濾波器301 304的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，通過(guò)由信號(hào)功率測(cè)量部308 312的輸出判定的、DSP的處理能力與自適應(yīng)濾波器301 304的回聲消除效果的平衡來(lái)對(duì)自適應(yīng)濾波器301 304的有效數(shù)進(jìn)行可變控制。在上述結(jié)構(gòu)中，回聲消除器30經(jīng)由通信線34讀取從揚(yáng)聲器32被輸出的、例如車(chē)載AV設(shè)備的再生聲音來(lái)作為參照信號(hào)。此外，回聲消除器30使用自適應(yīng)濾波器301 304去除經(jīng)由麥克風(fēng)33混入說(shuō)話者發(fā)出的聲音的揚(yáng)聲器32的輸出聲音，并將去除后的聲音傳輸至聲音識(shí)別部31。如圖3所示，回聲消除器30如下構(gòu)成，串聯(lián)連接多個(gè)自適應(yīng)濾波器301 304，用信號(hào)功率測(cè)量部308 312分別測(cè)量各自適應(yīng)濾波器301 304的輸入輸出即回聲消除處理前后的信號(hào)功率，并將結(jié)果傳輸至控制部313。當(dāng)在不是聲音識(shí)別處理中時(shí)(當(dāng)說(shuō)話者未說(shuō)話時(shí))，控制部313比較麥克風(fēng)33的輸入之后的信號(hào)功率與通過(guò)各自適應(yīng)濾波器301 304時(shí)的信號(hào)功率，并將在通過(guò)自適應(yīng)濾波器301 304前與通過(guò)自適應(yīng)濾波器301 304后信號(hào)功率的變化與閥值進(jìn)行比較。此外，若變化比閥值低，則控制部313控制使該自適應(yīng)濾波器(符號(hào)301 304中任意個(gè))的動(dòng)作停止以使聲音通過(guò)，從而釋放與此相關(guān)的處理器資源。根據(jù)上述的本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的回聲消除器，能對(duì)于無(wú)用的自適應(yīng)濾波器不進(jìn)行回聲消除處理地執(zhí)行以最佳的有效數(shù)從說(shuō)話者的輸入聲音去除來(lái)自揚(yáng)聲器32的再生聲音的回聲消除處理。即，根據(jù)實(shí)施方式3所涉及的回聲消除器，能優(yōu)化自適應(yīng)濾波器301 304的有效數(shù)以用最小限度的處理器資源獲得最大的回聲消除效果。實(shí)施方式4圖4是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式4的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖4所示，聲音識(shí)別裝置由回聲消除器40、聲音識(shí)別部41、成為回聲聲源的揚(yáng)聲器42、麥克風(fēng)43構(gòu)成。如下所述，在此，回聲消除器40優(yōu)化抽頭數(shù)以用最小限度的處理器資源獲得最大的回聲消除效果。在回聲消除器40中安裝有處理器(DSP)，回聲消除器40具有自適應(yīng)濾波器401、信號(hào)功率測(cè)量部402、信號(hào)功率測(cè)量部403、控制部404。信號(hào)功率測(cè)量部402、403監(jiān)視DSP的自適應(yīng)濾波器401的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，并將其傳輸至控制部404?？刂撇?04監(jiān)視DSP的自適應(yīng)濾波器401的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，通過(guò)由信號(hào)功率測(cè)量部402、403的輸出判定的、DSP的處理能力與自適應(yīng)濾波器401的回聲消除效果的平衡來(lái)對(duì)自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)進(jìn)行可變控制。在上述的實(shí)施方式3中，為了釋放處理器資源，控制部313控制使對(duì)于回聲消除處理不需要的自適應(yīng)濾波器(符號(hào)301 304中任意個(gè))的動(dòng)作停止以使聲音通過(guò)，但在如下所述的實(shí)施方式4中，利用信號(hào)功率測(cè)量部402、403監(jiān)視自適應(yīng)濾波器401的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，控制部404控制抽頭數(shù)依次增加或減少，從而以回聲消除處理后的信號(hào)功率比回聲消除處理前的信號(hào)功率降低或上升任意值的抽頭數(shù)執(zhí)行回聲消除處理。具體而言，回聲消除器40經(jīng)由通信線44讀取從揚(yáng)聲器42被輸出的、例如車(chē)載AV設(shè)備的再生聲音來(lái)作為參照信號(hào)。此外，回聲消除器40使用利用控制部404能改變抽頭數(shù)的自適應(yīng)濾波器401,去除經(jīng)由麥克風(fēng)43混入說(shuō)話者發(fā)出的聲音的揚(yáng)聲器42的輸出聲音，并將去除后的聲音傳輸至聲音識(shí)別部41。此時(shí)，通過(guò)用信號(hào)功率測(cè)量部402、403測(cè)量自適應(yīng)濾波器401的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，并使控制部404讀取該測(cè)量值從而比較信號(hào)功率的大小，來(lái)決定自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)作為最佳抽頭數(shù)。在決定上述最佳抽頭數(shù)時(shí)，控制部404使自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)依次增加，使用以信號(hào)功率測(cè)量部402測(cè)量的信號(hào)功率比以信號(hào)功率測(cè)量部403測(cè)量的功率降低任意值(閥值)的抽頭數(shù)?；蛘撸诔浞值叵芈暤沫h(huán)境下，控制部404使自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)依次減少，使用以信號(hào)功率測(cè)量部402測(cè)量的信號(hào)功率比以信號(hào)功率測(cè)量部403測(cè)定的信號(hào)功率上升閥值的抽頭數(shù)。與上述的實(shí)施方式I 3相同，決定抽頭數(shù)的時(shí)間點(diǎn)的條件如下，在存在來(lái)自形成回聲的聲源(揚(yáng)聲器42)的輸出聲音的狀態(tài)下說(shuō)話者朝麥克風(fēng)43不發(fā)聲，即不是聲音識(shí)別處理中的狀態(tài)。這樣，由于在聲音識(shí)別部41的聲音識(shí)別中及其之前不進(jìn)行自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)的改變，因此，能避免聲音識(shí)別部41的誤識(shí)別。根據(jù)上述的本發(fā)明實(shí)施方式4所涉及的回聲消除器，能不進(jìn)行自適應(yīng)濾波器401的無(wú)用的回聲消除處理地執(zhí)行以最佳的抽頭數(shù)從說(shuō)話者的輸入聲音去除來(lái)自揚(yáng)聲器42的再生聲音的回聲消除處理。即，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4所涉及的回聲消除器，能優(yōu)化自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)以用最小限度的處理器資源獲得最大的回聲消除效果。根據(jù)信號(hào)功率測(cè)量部402、403的輸出，在控制部404判定因DSP的處理能力不足，不能確保必要的自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)而導(dǎo)致不能獲得足夠的回聲消除效果的情況下，也可限制成為回聲聲源的揚(yáng)聲器42的最大音量。另外，在當(dāng)說(shuō)話者發(fā)聲時(shí)暫時(shí)性地限制成為回聲聲源的揚(yáng)聲器42的音量的情況下，控制部404僅將設(shè)置于離對(duì)說(shuō)話者的聲音進(jìn)行集聲的麥克風(fēng)43較近的位置的回聲聲源的音量降低到限制值。此外，根據(jù)回聲聲源的設(shè)置地點(diǎn)，還可降低到對(duì)應(yīng)于收集說(shuō)話者的聲音的麥克風(fēng)43與回聲聲源之間的距離、聲音傳輸距離或聲音傳輸衰減量的限制值。另外，如上所述，在當(dāng)說(shuō)話者發(fā)聲時(shí)暫時(shí)性地限制回聲聲源(揚(yáng)聲器42)的音量的情況下，例如，在作為周邊裝置與聲音識(shí)別裝置連接的LCD顯示器(未圖示)中顯示，或經(jīng)由聲音合成器(未圖示)通過(guò)聲音輸出來(lái)將限制并降低了回聲聲源的情況報(bào)知給說(shuō)話者。此外，即使在上述實(shí)施方式4中，也與實(shí)施方式I 3相同，在使自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)變化時(shí)，控制部404將之前的自適應(yīng)濾波器401的濾波器系數(shù)存儲(chǔ)保存于未圖示的存儲(chǔ)部，下次，在以相同的抽頭數(shù)進(jìn)行處理的情況下，從存儲(chǔ)部恢復(fù)并再利用先前保存的濾波器系數(shù)。實(shí)施方式5圖5是表示包含本發(fā)明實(shí)施方式5的回聲消除器的聲音識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖5所示，聲音識(shí)別裝置由回聲消除器50、聲音識(shí)別部51、N通道的回聲聲源52、回聲聲源數(shù)變換部53、揚(yáng)聲器54 (541 546)及麥克風(fēng)55構(gòu)成。如下所述，回聲消除器50能按照必要的自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)自動(dòng)地使回聲聲源52的通道數(shù)變化。如后所述，回聲聲源數(shù)變換部53具有根據(jù)規(guī)定的條件使回聲聲源52的通道數(shù)減少的功能，在此，可進(jìn)行縮混、環(huán)繞聲變換(downmixing/surround conversion)。在此,縮混是指在不能以原始格式再生環(huán)繞聲軟件(surround soft)的情況下，以比原始的通道數(shù)少的通道數(shù)例如轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw聲進(jìn)行制作者想要的再生的處理。為了去除混入用麥克風(fēng)55集聲的說(shuō)話者的聲音的、例如六個(gè)通道的回聲聲源52的聲音，回聲消除器50具有使抽頭數(shù)可變的六個(gè)自適應(yīng)濾波器501 506。此外，回聲消除器50還具有:對(duì)串聯(lián)連接的自適應(yīng)濾波器501 506的回聲消除處理前后的各自的信號(hào)功率進(jìn)行測(cè)定的信號(hào)功率測(cè)量部507、508 ;以及如后所述的、監(jiān)視自適應(yīng)濾波器501 506的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，在被判定為以DSP具有的處理能力不能處理回聲聲源的數(shù)量的自適應(yīng)濾波器501 506的情況下，控制回聲聲源變換部53使回聲聲源52的有效數(shù)減少的控制部509。在上述結(jié)構(gòu)中，回聲消除器50經(jīng)由通信線56 61將從揚(yáng)聲器54被輸出的、例如車(chē)載AV設(shè)備的再生聲音作為參照信號(hào)讀取至各個(gè)自適應(yīng)濾波器501 506。此外，回聲消除器50利用控制部509使用自適應(yīng)濾波器501 506去除經(jīng)由麥克風(fēng)55混入說(shuō)話者發(fā)出的聲音的揚(yáng)聲器54(541 546)的輸出聲音，并將去除后的聲音傳輸至聲音識(shí)別部51。
在回聲消除器50中，在通過(guò)信號(hào)功率測(cè)量部507、508的輸出及被信號(hào)功率測(cè)量部507,508測(cè)量的通過(guò)自適應(yīng)濾波器501 506前后的變化值與閥值進(jìn)行比較并被判定為回聲消除量不夠的情況下，控制部509經(jīng)由通信線62對(duì)回聲聲源數(shù)變換部53進(jìn)行控制，從而執(zhí)行通過(guò)縮混處理使回聲聲源52的通道數(shù)減少的處理。同時(shí)，控制部509使相當(dāng)于減少的通道的自適應(yīng)濾波器(符號(hào)501 506中任意個(gè))的動(dòng)作停止，將因停止而剩余的DSP的處理能力分配到其余的各自適應(yīng)濾波器(符號(hào)501 506中任意個(gè))的抽頭數(shù)的增加量。另一方面，與此相反，在通過(guò)信號(hào)功率測(cè)量部507、508的輸出及被信號(hào)功率測(cè)量部507、508測(cè)量的變化值與閥值進(jìn)行比較，并被判定為回聲消除量過(guò)剩的情況下，控制部509經(jīng)由通信線62控制回聲聲源數(shù)變換部53以進(jìn)行不減少回聲聲源52的通道數(shù)的控制，或者若回聲聲源52的通道數(shù)小于六個(gè)通道則控制回聲聲源數(shù)變換部53，通過(guò)環(huán)繞聲處理將通道數(shù)增加到最大六個(gè)通道并使聲音輸出到揚(yáng)聲器54 (541 546)。此時(shí)，通過(guò)使串聯(lián)連接的所有六個(gè)自適應(yīng)濾波器501 506動(dòng)作，控制部509能執(zhí)行回聲消除處理。能提供一種根據(jù)上述的處理，即使在揚(yáng)聲器54 (541 546)的音量較大等、需要自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)的環(huán)境下也能獲得足夠的回聲消除效果，同時(shí)，在不那么需要自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)的環(huán)境下能進(jìn)行多通道聲源的回聲消除的回聲消除器。即，根據(jù)實(shí)施方式5所涉及的回聲消除器，能按照必要的自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)自動(dòng)地使回聲聲源52的通道數(shù)變化。根據(jù)上述的本發(fā)明實(shí)施方式5所涉及的回聲消除器，在暫時(shí)性地能利用的DSP處理能力較少且不能進(jìn)行以回聲聲源52的數(shù)量準(zhǔn)備的自適應(yīng)濾波器501 506的回聲消除處理的情況下，通過(guò)進(jìn)行回聲聲源52的縮混處理減少音減數(shù)，能按照DSP的處理能力進(jìn)行回聲消除處理。另外，可使自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)增加將回聲聲源52縮混減少的量，即使在暫時(shí)性地自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)較少，且不能獲得回聲消除效果這樣的狀況下，也可減少回聲聲源52的數(shù)量并增加自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)，從而能獲得足夠的回聲消除效果。此外，在回聲消除量足夠，且對(duì)于DSP的處理能力存在剩余的情況下，通過(guò)中止回聲聲源52的縮混或進(jìn)行立體聲、環(huán)繞聲變換的處理來(lái)增加聲源數(shù)，增加進(jìn)行處理的自適應(yīng)濾波器501 506的數(shù)量，能靈活運(yùn)用剩余的DSP處理能力，從而能增加作為回聲聲源52的音樂(lè)等的臨場(chǎng)感。另外，若回聲聲源52的設(shè)定音量變得越大，則進(jìn)行縮混處理以減少回聲聲源52的數(shù)量，并越增加自適應(yīng)濾波器501 506的抽頭數(shù)，從而在將其用于聲音識(shí)別的情況下，可提高能進(jìn)行聲音識(shí)別的形成回聲的聲源的音量的上限值。上述的本發(fā)明的實(shí)施方式I 實(shí)施方式5所涉及的回聲消除器10(30、40、50)具有的各結(jié)構(gòu)框的功能可全部由硬件實(shí)現(xiàn)，或也可用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)其中至少一部分。例如，控制部105 (實(shí)施方式1、2)、控制部313或404 (實(shí)施方式3、4)以及控制部509 (實(shí)施方式5)的處理可由硬件實(shí)現(xiàn)，另外，也可利用一個(gè)或多個(gè)程序在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)其中至少一部分，其中，上述控制部105(實(shí)施方式1、2)按照被聲源數(shù)檢測(cè)部103檢測(cè)到的聲源的數(shù)量使自適應(yīng)濾波器101、102的抽頭數(shù)可變；上述控制部313或404 (實(shí)施方式3、4)通過(guò)由信號(hào)功率測(cè)量部308 312或信號(hào)功率測(cè)量部402、403的輸出判定的、處理器的處理能力與一個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器(301 304，或401)的回聲消除效果的平衡來(lái)使自適應(yīng)濾波器301 304的有效數(shù)或自適應(yīng)濾波器401的抽頭數(shù)可變；此外，上述控制部509 (實(shí)施方式5)監(jiān)視自適應(yīng)濾波器501 506的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，在被判定為以處理器具有的處理能力不能處理形成回聲的聲源的數(shù)量的自適應(yīng)濾波器501 506的情況下，進(jìn)行控制回聲聲源變換部53使回聲聲源52的有效數(shù)減少的處理。工業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明所涉及的回聲消除器是不依存于回聲聲源的數(shù)量的大小，為了獲得更好的回聲消除效果，利用自適應(yīng)濾波器對(duì)從形成回聲的各個(gè)聲源被輸入的參照信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)生成回聲去除信號(hào)的回聲消除器，由于構(gòu)成為包括從上述參照信號(hào)對(duì)上述形成回聲的聲源的數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)的聲源數(shù)檢測(cè)部；以及按照被上述聲源數(shù)檢測(cè)部檢測(cè)的聲源的數(shù)量使上述自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)可變的控制部，因此，適用于在車(chē)載導(dǎo)航裝置的聲音識(shí)別或免提電話(hands — free phone)中目前從輸入到麥克風(fēng)的聲音去除由車(chē)載揚(yáng)聲器輸出的音樂(lè)、聲音等能僅對(duì)說(shuō)話者的聲音進(jìn)行聲音識(shí)別或能用電話朝對(duì)方一側(cè)傳遞信息的回聲消除器等。
權(quán)利要求
1.一種回聲消除器，包括利用一個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器對(duì)從各個(gè)形成回聲的聲源被輸入的參照信號(hào)進(jìn)行濾波生成回聲去除信號(hào)，來(lái)進(jìn)行回聲消除處理的處理器，其特征在于，包括: 信號(hào)功率測(cè)量部，該信號(hào)功率測(cè)量部監(jiān)視所述處理器的所述自適應(yīng)濾波器的回聲消除處理前后的信號(hào)功率；以及 控制部，該控制部通過(guò)由所述信號(hào)功率測(cè)量部的輸出判定的、所述處理器的處理能力與所述一個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器的回聲消除效果的平衡，來(lái)使所述自適應(yīng)濾波器的有效數(shù)或抽頭數(shù)可變。
2.如權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于， 所述控制部利用所述信號(hào)功率測(cè)量部監(jiān)視各自適應(yīng)濾波器的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，對(duì)于所述信號(hào)功率的變化比閥值少的自適應(yīng)濾波器省略所述回聲消除處理。
3.如權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于， 所述控制部利用所述信號(hào)功率測(cè)量部監(jiān)視所述自適應(yīng)濾波器的回聲消除處理前后的信號(hào)功率，使所述抽頭數(shù)依次增加或減 少，并利用所述回聲消除處理后的信號(hào)功率比回聲消除處理前的信號(hào)功率降低或上升任意值的抽頭數(shù)來(lái)執(zhí)行所述回聲消除處理。
4.如權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于， 所述控制部根據(jù)所述信號(hào)功率測(cè)量部的輸出，在被判定為因所述處理器的處理能力不足，不能確保必要的自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)而導(dǎo)致不能獲得足夠的回聲消除效果的情況下，暫時(shí)限制所述形成回聲的聲源的最大音量。
5.如權(quán)利要求4所述的回聲消除器，其特征在于， 所述控制部在當(dāng)說(shuō)話者發(fā)聲時(shí)暫時(shí)性地限制所述形成回聲的聲源的音量的情況下，僅將設(shè)置于離收集說(shuō)話者的聲音的麥克風(fēng)較近的位置的所述形成回聲的聲源的音量降低到限制值。
6.如權(quán)利要求4所述的回聲消除器，其特征在于， 所述控制部在當(dāng)說(shuō)話者發(fā)聲時(shí)暫時(shí)性地限制所述形成回聲的聲源的音量的情況下，根據(jù)所述形成回聲的聲源的設(shè)置地點(diǎn)，將所述形成回聲的聲源的音量降低到對(duì)應(yīng)于收集說(shuō)話者的聲音的麥克風(fēng)與所述形成回聲的聲源之間的距離、聲音傳輸距離或聲音傳輸衰減量的限制值。
7.如權(quán)利要求4所述的回聲消除器，其特征在于， 所述控制部在當(dāng)說(shuō)話者發(fā)聲時(shí)暫時(shí)性地限制所述形成回聲的聲源的音量的情況下，將限制并降低了所述形成回聲的聲源的情況報(bào)知給說(shuō)話者。
8.如權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于， 包括聲音識(shí)別部， 所述控制部在所述聲音識(shí)別部的聲音識(shí)別中及其之前，使所述自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)不變化。
9.如權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于， 包括存儲(chǔ)部， 所述控制部在使所述自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)變化時(shí)，將之前的所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)保存于所述存儲(chǔ)部，下次，在以相同的抽頭數(shù)進(jìn)行處理的情況下，從所述存儲(chǔ)部恢復(fù)并再利用所述濾波器系數(shù) 。
全文摘要
一種回聲消除器(10)，利用自適應(yīng)濾波器(101、102)對(duì)從形成回聲的各個(gè)聲源被輸入的參照信號(hào)進(jìn)行濾波以生成回聲去除信號(hào)，該回聲消除器(10)由從參照信號(hào)對(duì)形成回聲的聲源的數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)的聲源數(shù)檢測(cè)部(103)；和按照被聲源數(shù)檢測(cè)部(103)檢測(cè)到的聲源的數(shù)量使自適應(yīng)濾波器(101、102)的抽頭數(shù)可變的控制部(105)構(gòu)成。
文檔編號(hào)H04M9/08GK103152499SQ201310030558
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者谷口琢也, 加藤真, 小城戶(hù)智能 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社