具有回波抑制的通信裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了具有回波抑制的通信裝置，其包括傳聲器信號(hào)通路MSP和揚(yáng)聲器信號(hào)通路SSP，傳聲器信號(hào)通路包括傳聲器單元、包括MSP濾波器的MSP信號(hào)處理單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成傳輸源自所述傳聲器拾取的輸入聲音的處理后信號(hào)的發(fā)射器單元，揚(yáng)聲器信號(hào)通路包括接收器單元、包括SSP濾波器的SSP信號(hào)處理單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成提供源自所述接收器單元接收的信號(hào)的聲學(xué)聲音信號(hào)的揚(yáng)聲器單元，其中MSP濾波器和/或SSP濾波器的濾波特性可配置，及其中所述通信裝置包括用于基于一個(gè)或多個(gè)控制輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)控制MSP和SSP濾波器的可配置濾波特性的控制單元，所述一個(gè)或多個(gè)控制輸入信號(hào)取決于傳聲器信號(hào)通路的信號(hào)和/或揚(yáng)聲器信號(hào)通路的信號(hào)的性質(zhì)。
【專利說(shuō)明】具有回波抑制的通信裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及遠(yuǎn)程通信如遠(yuǎn)程會(huì)議。本發(fā)明尤其涉及通信裝置和回波及反饋的最小 化。本申請(qǐng)還涉及通信裝置的用途及通信裝置的運(yùn)行方法。
[0002] 本申請(qǐng)還涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其包括處理器及用于使處理器執(zhí)行本發(fā)明方法的步 驟的程序代碼。
[0003] 例如，本發(fā)明可用在下述應(yīng)用中：免提電話系統(tǒng)、移動(dòng)電話、遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)、廣播系 統(tǒng)、卡拉0K系統(tǒng)、教室放大系統(tǒng)等。

【背景技術(shù)】
[0004] 幾種不同的反饋或回波問(wèn)題可能出現(xiàn)在包括兩個(gè)地理上分開(kāi)的手持機(jī)的電話系 統(tǒng)中，其間具有包括傳輸線路的網(wǎng)絡(luò)。包括從一站到另一站及返回的聲及電傳輸通路的信 號(hào)環(huán)路可經(jīng)從揚(yáng)聲器到每一手持機(jī)的傳聲器的反饋建立，使得例如來(lái)自第一講話人的、在 一端由該手持機(jī)的傳聲器拾取并傳給另一端（在那里出現(xiàn)從手持機(jī)的揚(yáng)聲器到傳聲器的 聲反饋）的手持機(jī)的語(yǔ)音可導(dǎo)致第一講話人的語(yǔ)音分量作為回波返回到第一講話人的手 持機(jī)的揚(yáng)聲器。該情形在圖1中示意性地示出（比較初始語(yǔ)音元素"l:Hello"和回波元素 "6 :Hell〇"）。作為備選，其它回波問(wèn)題可能屬于因傳輸線路反射或類似原因引起的純粹電 起因問(wèn)題。
[0005] US3622714描述了在電話傳輸中使用互補(bǔ)梳齒濾波器以使回波問(wèn)題最小化。 US3622714的圖3示出了包括電話站（C，D)的系統(tǒng)，每一電話站分別包括互補(bǔ)濾波器 (30, 31)和（32, 33)。每一站的接收部分（分別包括揚(yáng)聲器35, 36)中和發(fā)送部分（分別包 括傳聲器34, 37)中使用的互補(bǔ)濾波器如US3622714的圖2中所示。濾波器f15-f25和f 16-f26 中的每一個(gè)表示具有通帶寬度的梳齒濾波器，每一通帶的中心頻率間隔為三分之一倍頻程 (即非均勻?qū)挾鹊念l帶）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)的目標(biāo)在于提供用于控制通信裝置如揚(yáng)聲電話中的回波抑制的備選方案。
[0007] 廣義上講，本申請(qǐng)涉及包括傳聲器信號(hào)通路、揚(yáng)聲器信號(hào)通路及用于根據(jù)檢測(cè)器 單元和/或控制單元的輸入控制信號(hào)處理單元的控制單元，其中兩個(gè)信號(hào)通路均包括用于 處理相應(yīng)通路的信號(hào)的信號(hào)處理單元。通常，信號(hào)通路的一部分處理在頻域進(jìn)行。通常，控 制單元的一部分處理在頻域進(jìn)行。優(yōu)選地，控制單元配置成識(shí)別通信裝置的特定回波抑制 運(yùn)行模式（例如基于時(shí)頻單元），其中互補(bǔ)濾波策略應(yīng)用于傳聲器和揚(yáng)聲器信號(hào)通路。
[0008] 本申請(qǐng)的目標(biāo)由所附權(quán)利要求及下面描述的發(fā)明實(shí)現(xiàn)。
[0009] 通信裝置
[0010] 在本申請(qǐng)的一方面，本申請(qǐng)的目標(biāo)由一種通信裝置實(shí)現(xiàn)，其包括稱為MSP的傳聲 器信號(hào)通路和稱為SSP的揚(yáng)聲器信號(hào)通路，傳聲器信號(hào)通路包括傳聲器單兀、包括MSP濾波 器的MSP信號(hào)處理單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成傳輸源自傳聲器拾取的輸入聲音的處 理后信號(hào)的發(fā)射器單元，揚(yáng)聲器信號(hào)通路包括接收器單元、包括SSP濾波器的SSP信號(hào)處理 單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成提供源自接收器單元接收的信號(hào)的聲學(xué)聲音信號(hào)的揚(yáng)聲 器單元，其中通信裝置包括用于基于一個(gè)或多個(gè)控制輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)控制MSP和SSP濾波器 的濾波特性的控制單元。
[0011] 其優(yōu)點(diǎn)在于，在確保所傳輸信號(hào)具有可接受的聲音質(zhì)量的同時(shí)，提供用于在通信 裝置中減少回波的、簡(jiǎn)單且靈活的方案。
[0012] 在實(shí)施例中，傳聲器信號(hào)通路和/或揚(yáng)聲器信號(hào)通路包括分析濾波器組，用于將 時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域的多個(gè)時(shí)變信號(hào)。在實(shí)施例中，傳聲器信號(hào)通路和/或揚(yáng)聲器信 號(hào)通路包括合成濾波器組，用于將多個(gè)時(shí)變頻域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)。
[0013] 在實(shí)施例中，控制單元配置成啟用或停用通信裝置的特定回波抑制運(yùn)行模式。
[0014] 在實(shí)施例中，在所述特定回波抑制運(yùn)行模式中，MSP和SSP濾波器配置成具有實(shí)質(zhì) 上互補(bǔ)的濾波特性。
[0015] 在實(shí)施例中，MSP濾波器和SSP濾波器為數(shù)字濾波器，每一個(gè)均包括居中于預(yù)定 通帶中心頻率f PBcU的多個(gè)通帶PBi，i = 1，2, "·，ΝΡΒ，這些通帶由居中于預(yù)定阻帶中心頻率 fSBc;;」的阻帶SB」分開(kāi)，j = 1，2,…，NSB，其中ΝΡΒ和NSB分別為通帶和阻帶的數(shù)量。
[0016] 在實(shí)施例中，表75聲信號(hào)的模擬電信號(hào)在模數(shù)（AD)轉(zhuǎn)換過(guò)程中轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻 信號(hào)，其中模擬信號(hào)以預(yù)定采樣頻率或速率f s進(jìn)行采樣，fs例如在從8kHz到48kHz的范 圍中（適應(yīng)應(yīng)用的特定需要）以在離散的時(shí)間點(diǎn)t n(或η)提供數(shù)字樣本xn(或x[n])，每 一音頻樣本通過(guò)預(yù)定的比特?cái)?shù)Ns表示聲信號(hào)在t n時(shí)的值，Ns例如在從1到16比特的范圍 中。數(shù)字樣本X具有l(wèi)/fs的時(shí)間長(zhǎng)度，對(duì)于f s = 20kHz，如50ys。在實(shí)施例中，多個(gè)音頻 樣本按時(shí)間幀進(jìn)行布置。在實(shí)施例中，一時(shí)間幀包括64或128個(gè)音頻數(shù)據(jù)樣本。根據(jù)實(shí)際 應(yīng)用可使用其它幀長(zhǎng)度。幀長(zhǎng)度例如可以為2-20ms級(jí)，例如3. 2ms或3. 75ms (例如藍(lán)牙） 或5ms或7. 5ms (如藍(lán)牙）或10ms (如DECT)。
[0017] 在實(shí)施例中，通信裝置包括模數(shù)（AD)轉(zhuǎn)換器以按預(yù)定采樣率如20kHz使模擬輸入 數(shù)字化。在實(shí)施例中，通信裝置包括數(shù)模（DA)轉(zhuǎn)換器以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號(hào)， 例如以經(jīng)輸出變換器如揚(yáng)聲器單元呈現(xiàn)給用戶。
[0018] 在實(shí)施例中，通信裝置如傳聲器單元和/或收發(fā)器單元（如接收器單元）包括用 于提供輸入信號(hào)的時(shí)頻表示的TF轉(zhuǎn)換單元。在實(shí)施例中，時(shí)頻表示包括所涉及信號(hào)在特定 時(shí)間及頻率范圍的相應(yīng)復(fù)值或?qū)嵵档年嚵谢蛴成?。在?shí)施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括濾波器組， 用于對(duì)（時(shí)變）輸入信號(hào)進(jìn)行濾波并提供多個(gè)（時(shí)變）輸出信號(hào)，每一輸出信號(hào)包括不同 的輸入信號(hào)頻率范圍。在實(shí)施例中，TF轉(zhuǎn)換單元包括傅里葉變換單元，用于將時(shí)變輸入信 號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域中的（時(shí)變）信號(hào)。在實(shí)施例中，通信裝置考慮的、從最小頻率f min到最大頻 率的頻率范圍包括典型的人聽(tīng)頻范圍20Hz-20kHz的一部分，例如范圍20Hz-12kHz的 一部分，例如包括普通電話線信道的范圍，如300HZ-3. 4kHz。在實(shí)施例中，通信裝置的正向 通路和/或分析通路的信號(hào)拆分為NI個(gè)頻帶，其中NI例如大于5,如大于10,如大于50,如 大于100,如大于500,至少其部分個(gè)別進(jìn)行處理。在實(shí)施例中，通信裝置適于在NP個(gè)不同 頻道中處理正向通路和/或分析通路的信號(hào)（NPSNI)。頻道寬度可均勻或非均勻（例如 寬度隨頻率增加）、重疊或非重疊。
[0019] 在實(shí)施例中，MSP濾波器的特性包括MSP通帶中心頻率

【權(quán)利要求】
1. 一種通信裝置，包括稱為MSP的傳聲器信號(hào)通路和稱為SSP的揚(yáng)聲器信號(hào)通路，所述 傳聲器信號(hào)通路包括傳聲器單元、包括MSP濾波器的MSP信號(hào)處理單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接 并配置成傳輸源自所述傳聲器拾取的輸入聲音的處理后信號(hào)的發(fā)射器單兀，所述揚(yáng)聲器信 號(hào)通路包括接收器單元、包括SSP濾波器的SSP信號(hào)處理單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成 提供源自所述接收器單元接收的信號(hào)的聲學(xué)聲音信號(hào)的揚(yáng)聲器單元，其中所述MSP濾波器 和/或所述SSP濾波器的濾波特性可配置，及其中所述通信裝置包括用于基于一個(gè)或多個(gè) 控制輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)控制MSP和SSP濾波器的可配置濾波特性的控制單元，所述一個(gè)或多個(gè) 控制輸入信號(hào)取決于傳聲器信號(hào)通路的信號(hào)和/或揚(yáng)聲器信號(hào)通路的信號(hào)的性質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述傳聲器信號(hào)通路和所述揚(yáng)聲器信號(hào)通路 中的每一個(gè)均包括分析濾波器組，用于將時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域的多個(gè)時(shí)變信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中MSP濾波器和SSP濾波器為數(shù)字濾波器，每一 個(gè)均包括居中于預(yù)定通帶中心頻率fPBM的多個(gè)通帶PBpi = 1，2, "·，ΝΡΒ，所述通帶由居中 于預(yù)定阻帶中心頻率fSBcU的阻帶SB」分開(kāi)，j = 1，2,…，NSB，其中ΝΡΒ和NSB分別為通帶和阻 帶的數(shù)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中MSP信號(hào)處理單元包括合成單元，用于提供在 MSP信號(hào)通路的信號(hào)的、由MSP濾波器濾除的頻率下的信號(hào)內(nèi)容。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信裝置，其中所述合成單元配置成提供開(kāi)放頻帶之間的包 絡(luò)的插值或使用帶寬擴(kuò)展以保持與濾波前約一樣的信號(hào)功率水平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述性質(zhì)與MSP信號(hào)的頻譜和/或SSP信號(hào) 的頻譜有關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中SSP信號(hào)處理單元包括用于補(bǔ)償SSP濾波器 濾除的信號(hào)能含量的增益單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，包括反饋通路估計(jì)單元，用于估計(jì)從揚(yáng)聲器單元 到傳聲器單元的反饋通路的性質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述控制單元包括雙端講話檢測(cè)器，用于檢 測(cè)每一端處的用戶同時(shí)講話的情形及用于提供指示該事實(shí)的控制信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信裝置，其中來(lái)自所述雙端講話檢測(cè)器的所述控制信號(hào) 從通信裝置從揚(yáng)聲器到傳聲器的反饋通路的能含量隨時(shí)間的變化確定。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信裝置，其中來(lái)自雙端講話檢測(cè)器的控制信號(hào)從a)與b) 的比較確定，a)由從通信裝置的揚(yáng)聲器到傳聲器的反饋通路的能含量表示的遠(yuǎn)端信號(hào)的當(dāng) 前能量；b)與由傳聲器輸入信號(hào)的能含量和揚(yáng)聲器信號(hào)或?yàn)V波后的揚(yáng)聲器信號(hào)的能含量 表示的遠(yuǎn)端信號(hào)的當(dāng)前能量有關(guān)的近端信號(hào)的當(dāng)前能含量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信裝置，其中來(lái)自雙端講話檢測(cè)器的控制信號(hào)從a)與b) 的比較確定，a)由揚(yáng)聲器信號(hào)的能含量表不的遠(yuǎn)端信號(hào)的當(dāng)前能量；b)與b2)揚(yáng)聲器信號(hào) 的能含量表示的遠(yuǎn)端信號(hào)的當(dāng)前能量或通過(guò)從揚(yáng)聲器到傳聲器的反饋通路濾波的揚(yáng)聲器 信號(hào)的估計(jì)量有關(guān)的bl)傳聲器輸入信號(hào)的能含量表示的近端信號(hào)的當(dāng)前能含量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述控制單元配置成啟用或停用通信裝置 的特定回波抑制運(yùn)行模式。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信裝置，其中所述回波抑制模式的啟用或停用基于所檢 測(cè)到的雙端講話量的指示進(jìn)行確定，及其中所述控制單元配置成基于當(dāng)前的雙端講話量動(dòng) 態(tài)控制MSP和SSP濾波器的濾波特性。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述傳聲器信號(hào)通路包括靜噪單元，用于根 據(jù)揚(yáng)聲器信號(hào)通路中的信號(hào)電平限制傳聲器信號(hào)通路中的信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，包括到其它裝置的至少一有線或無(wú)線音頻接口， 所述其它裝置能夠接收和轉(zhuǎn)發(fā)音頻信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，包括到能夠在通信裝置和另一通信裝置之間交 換音頻信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)的至少一音頻接口。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述通信裝置的揚(yáng)聲器信號(hào)通路包括混頻 器，配置成對(duì)經(jīng)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口和/或經(jīng)與通信裝置相關(guān)聯(lián)的另一有線或無(wú)線音頻接 口從另一音頻通信裝置接收的音頻信號(hào)進(jìn)行混頻。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，包括揚(yáng)聲電話。
20. -種通信裝置的運(yùn)行方法，所述通信裝置包括稱為MSP的傳聲器信號(hào)通路和稱為 SSP的揚(yáng)聲器信號(hào)通路，所述傳聲器信號(hào)通路包括傳聲器單兀、包括MSP濾波器的MSP信號(hào) 處理單元、和運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成傳輸源自傳聲器拾取的輸入聲音的處理后信號(hào)的發(fā) 射器單元，所述揚(yáng)聲器信號(hào)通路包括接收器單元、包括SSP濾波器的SSP信號(hào)處理單元、和 運(yùn)行時(shí)彼此連接并配置成提供源自接收器單元接收的信號(hào)的聲信號(hào)的揚(yáng)聲器單元，所述方 法包括：使所述MSP濾波器和/或所述SSP濾波器的濾波特性可配置，及基于一個(gè)或多個(gè)控 制輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)控制MSP和SSP濾波器的可配置濾波特性，所述一個(gè)或多個(gè)控制輸入信號(hào) 取決于傳聲器信號(hào)通路的信號(hào)和/或揚(yáng)聲器信號(hào)通路的信號(hào)的性質(zhì)。
【文檔編號(hào)】H04R3/02GK104284278SQ201410320594
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】S·菲爾德, A·戴爾比, S·佩特瑞 申請(qǐng)人:森海塞爾通信公司