專利名稱：回聲抵消器和通信音頻處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及這樣一種回聲抵消器，它能夠解決關(guān)于在諸如免提蜂窩電 話系統(tǒng)或視頻會議系統(tǒng)之類的擴音通信系統(tǒng)中進行通信時引起的回聲
(echo)或嘯聲(howling)的問題，還涉及使用該回聲抵消器的通信音頻 處理裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，在諸如視頻會議系統(tǒng)這樣的擴音通信系統(tǒng)中，利用遠端裝 置的麥克風(fēng)拾取的聲音被發(fā)送到近端裝置，然后從近端裝置的揚聲器輸 出。近端裝置也配備有麥克風(fēng)。因而，近端裝置的構(gòu)造使得近端裝置的揚 聲器所給出的語音被發(fā)送到遠端裝置。因此，從遠端裝置和近端裝置的揚 聲器輸出的語音分別被輸入到麥克風(fēng)。當(dāng)不對這種語音執(zhí)行處理時，該語 音再次被發(fā)送到另一方的裝置。因而，這種情況引起一種被稱為"回聲" 的現(xiàn)象，其中，在之后某個時候從揚聲器中聽到作為回聲的由通信方本身 所產(chǎn)生的語音。當(dāng)回聲(反饋成分)變得較大時，回聲再次被輸入到麥克 風(fēng)，并形成系統(tǒng)的回路，從而導(dǎo)致"嘯聲"。
已知回聲抵消器是一種用于防止引起如上所述的回聲或嘯聲的設(shè)備。 一般來說，利用回聲抵消器，由揚聲器和麥克風(fēng)之間的聲耦合或類似物形 成的反饋路徑(回聲路徑)的沖擊響應(yīng)被通過用適應(yīng)性濾波器來測量。上 述沖擊響應(yīng)被疊加在從揚聲器輸出的接收信號(參考信號)之上，從而生 成偽回聲(pseudo-echo)。另外，通過從利用麥克風(fēng)拾取的音頻信號中減 去所得到的偽回聲，來去除回聲或嘯聲。
現(xiàn)有技術(shù)的適應(yīng)性濾波器由具有可變系數(shù)的處理器和一種根據(jù)其來隨 時確定系數(shù)的算法構(gòu)成。也就是說，利用適應(yīng)性濾波器，可變?yōu)V波器系數(shù) 根據(jù)諸如最小均方(LMS)算法這樣的用于使減法器的輸出信號的均方值 最小化的算法而被適應(yīng)性地更新。結(jié)果，反饋路徑的回聲成分(通過反饋 路徑饋送的接收信號的反饋成分)被估計。另外，在減法器中從傳輸信號 中減去通過適應(yīng)性濾波器估計的回聲成分，從而只抵消傳輸信號中包含的 回聲成分。結(jié)果，除了回聲成分之外，利用麥克風(fēng)收音的成分(通信方向 麥克風(fēng)發(fā)出的語音、周圍的環(huán)境噪聲等等)都不會經(jīng)歷任何損耗。
但是，回聲可能不會被這樣的回聲抵消器完美地消除，因而在消除完 成之后剩下的回聲被揚聲器所聽到。該回聲被稱為"殘余回聲"。為了實 現(xiàn)諸如視頻會議系統(tǒng)這樣的擴音通信系統(tǒng)而不會有不相容之感，需要抑制 這種殘余回聲。因而，迄今為止，提出了一種用于通過執(zhí)行回聲抑制處理 來根據(jù)周圍環(huán)境適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)殘余回聲的增益從而使殘余回聲不那么明顯的 技術(shù)，作為用于抑制如上所述的回聲的技術(shù)。
根據(jù)該技術(shù)，再評估量e由以下式(1)給出
G<formula>formula see original document page 6</formula> ... (1)
其中Y(k)表示在執(zhí)行回聲去除處理之后從回聲抵消器輸出的回聲抵消 輸出信號(殘余信號)，Er(k)表示超出回聲抵消器在適應(yīng)性處理中能夠去 除的量的殘余回聲信號，S(k)表示利用麥克風(fēng)收音的傳輸聲音(干擾信 號)，E[]表示獲得短時平均，k表示頻率。此外，基于以上式(1)獲得 用于最小化再評估量e的濾波器G(k)，從而通過抑制回聲強調(diào)了傳輸聲
音
根據(jù)作為一種用于估計短時頻譜幅度(STSA)的技術(shù)的維納濾波器 方法，用于最小化由以上式(1)表達的再評估量e的濾波器G(k)由以下 式(2)給出
G(一E,]^…(2) E[IS(k)n + E[IEr(k)H
通常，該回聲抑制處理在許多情況下是與適應(yīng)性濾波器一起使用的。
該回聲抑制處理例如在以下非專利文獻中有所描述Sumitaka
Sakauchi禾卩Yoichi Haneda: " Study about Non-linear Echo Suppressing
Processing Based on Short-Time Spectral Amplitude Estimation" ， Proceeding
of the 1998 Spring Meeting of the ASJ， The Acoustical Society of Japan,
1998年3月，551至552頁。

發(fā)明內(nèi)容
但是，由以上式(2)表達的濾波器G(k)可能不會被直接地實際獲 得。其原因是難以分離和抽取殘余信號中包含的殘余回聲信號Er(k)，以及 干擾信號S(k)，因為殘余回聲信號Er(k)和干擾信號S(k)可能不會被正常地 直接觀察到。
鑒于此，希望提供一種能夠抑制諸如免提蜂窩電話系統(tǒng)或視頻會議系 統(tǒng)之類的擴音通信系統(tǒng)中的殘余回聲的回聲抵消器，以及使用該回聲抵消 器的通信音頻處理裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種回聲抵消器，其被用于利用揚
聲器和麥克風(fēng)進行擴音通信的擴音通信系統(tǒng)中。該回聲抵消器包括適應(yīng)
性濾波器部分，用于適應(yīng)性地識別由揚聲器和麥克風(fēng)之間的聲耦合或類似
物所形成的反饋路徑的沖擊響應(yīng)以從反饋路徑的輸入信號估計反饋路徑中
的回聲成分，并且從反饋路徑的輸出信號中減去這樣估計的回聲成分；以
及回聲抑制部分，用于對來自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號執(zhí)行回聲抑制
處理?；芈曇种撇糠掷没趤碜苑答伮窂降妮敵鲂盘柵c殘余信號的比率
而定義的回聲減小量來獲得基于維納濾波的回聲抑制量，并且將來自適應(yīng)
性濾波器部分的輸出信號乘以該回聲抑制量。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述構(gòu)造的實施例，利用基于來自反饋路徑的輸出 信號與殘余信號的比率而定義的回聲減小量來計算基于維納濾波的回聲抑
制量。結(jié)果，可基于簡單的計算表達式獲得適當(dāng)?shù)幕芈曇种屏俊?br> 此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種通信音頻處理裝置，其
被用于進行擴音通信的擴音通信系統(tǒng)中。該通信音頻處理裝置包括用于
輸出從遠端方接收的接收聲音的揚聲器；以及用于接收傳輸聲音作為其輸 入的麥克風(fēng)。揚聲器和麥克風(fēng)被用于被配置為執(zhí)行擴音通信的擴音通信系 統(tǒng)。此外，該通信音頻處理裝置包括回聲抵消器，該回聲抵消器由以下部 分構(gòu)成適應(yīng)性濾波器部分，用于適應(yīng)性地識別由揚聲器和麥克風(fēng)之間的
聲耦合或類似物所形成的反饋路徑的沖擊響應(yīng)以從反饋路徑的輸入信號估 計反饋路徑中的回聲成分，并且從反饋路徑的輸出信號中減去這樣估計的
回聲成分；以及回聲抑制部分，用于對來自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號
執(zhí)行回聲抑制處理?；芈暤窒鞯幕芈曇种撇糠掷没趤碜苑答伮窂降?輸出信號與殘余信號的比率而定義的回聲減小量來獲得基于維納濾波的回 聲抑制量，并且將來自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號乘以該回聲抑制量。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述構(gòu)造的實施例，利用基于來自反饋路徑的輸出 信號與殘余信號的比率而定義的回聲減小量來計算基于維納濾波的回聲抑 制量。結(jié)果，可基于簡單的計算表達式獲得適當(dāng)?shù)幕芈曇种屏?。因此，?以適當(dāng)?shù)匾种瞥鲞m應(yīng)性濾波器部分可消除的量的殘余回聲。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在用于擴音通信系統(tǒng)的回聲抵消器中，利用基 于來自反饋路徑的輸出信號與殘余信號的比率而定義的回聲減小量來計算 回聲抑制量。另外，基于這樣計算的回聲抑制量來調(diào)節(jié)來自適應(yīng)性濾波器 部分的輸出信號的增益。結(jié)果，可以抑制殘余回聲。
此外，使用包括上述回聲抵消器的擴音通信系統(tǒng)使得能夠適當(dāng)?shù)匾种?殘余回聲，從而使得殘余回聲不那么明顯。結(jié)果，例如，可以解決免提蜂 窩電話系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)或類似系統(tǒng)中關(guān)于回聲或嘯聲的問題。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的擴音通信系統(tǒng)的整體配置的框圖； 圖2是示出在圖1中示出并設(shè)置在通信音頻處理裝置中的信號處理部 分的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
首先，現(xiàn)在將描述本發(fā)明的回聲抵消器和通信音頻處理裝置所應(yīng)用到 的擴音通信系統(tǒng)的實施例。圖1示出作為雙向(全雙工)擴音通信系統(tǒng)示 例的視頻會議系統(tǒng)的整體配置。在圖1中，為了簡單起見，這里省略了對 圖1中與描述本發(fā)明實施例無關(guān)的任何部分(例如關(guān)于圖像處理的部分) 的描述。
在圖1所示的視頻會議系統(tǒng)中，近端裝置3和遠端裝置5通過通信線 路4彼此連接。在這里，近端裝置3包括用于輸出接收到的音頻的揚聲器
1和用于接收傳輸音頻作為其輸入的麥克風(fēng)2。同樣地，遠端裝置5包括
揚聲器6和麥克風(fēng)7。結(jié)果，可以雙向地進行全雙工通信。近端裝置3和 遠端裝置5是具有相同功能的通信音頻處理裝置。因而，為了簡單起見， 在圖1中沒有示出遠端裝置5的內(nèi)部功能塊。
連接到近端裝置3的揚聲器1輸出聲音，該聲音是通過在近端裝置3 中對利用連接到遠端裝置5的麥克風(fēng)7收音的聲音進行適當(dāng)?shù)奶幚矶@得 的。連接到近端裝置3的麥克風(fēng)2對來自在近端一方出席視頻會議的與會 者的陳述音頻進行收音。另外，連接到其的麥克風(fēng)2也對從揚聲器1輸出 的將要通過空間疊加在陳述音頻上的聲音進行收音。
數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器11將在信號處理部分13中處理的數(shù)字音頻數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換為模擬音頻數(shù)據(jù)。通過在信號處理部分13中處理數(shù)字音頻數(shù)據(jù)而獲 得的模擬音頻數(shù)據(jù)被放大器(未示出)適當(dāng)?shù)胤糯?，然后從揚聲器1輸 出。
模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器12將利用麥克風(fēng)2收音的聲音(模擬音頻數(shù) 據(jù))轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。此時，被放大器(未示出)適當(dāng)放大的聲音 (模擬音頻數(shù)據(jù))被輸入到A/D轉(zhuǎn)換器12。
信號處理部分13例如由數(shù)字信號處理器(DSP)構(gòu)成，并且執(zhí)行用于 將輸入和輸出音頻數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換成所需數(shù)據(jù)的處理。稍后將詳細描述在信 號處理部分13中執(zhí)行的此處理。
音頻編解碼器14將從信號處理部分13發(fā)送來的基于麥克風(fēng)輸入的音 頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成代碼，該代碼是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模的視頻會議系統(tǒng)中進行的通信中 所確定的。另外，音頻編解碼器14對通過通信部分15從遠端裝置5發(fā)送 來的經(jīng)編碼的音頻數(shù)據(jù)進行解碼，并將所得到的音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到信號處理 部分13。
通信部分15以數(shù)字通信的形式通過通信線路4與遠端裝置5進行關(guān)于 經(jīng)編碼的聲音的輸入/輸出數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。在通信線路4中使用了諸如 以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))這樣的一般數(shù)字通信線路。
圖2是示出信號處理部分13的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。信號處理部分13充 當(dāng)回聲抵消器，并且由適應(yīng)性濾波器部分21和回聲抑制部分22構(gòu)成。在
這里，為了簡單起見，在圖2中也省略了與描述本發(fā)明實施例無關(guān)的任何 部分。
適應(yīng)性濾波器部分21具有適應(yīng)性濾波器功能以及算術(shù)運算功能。在 這里，利用適應(yīng)性濾波器功能，由揚聲器和麥克風(fēng)之間的聲耦合或類似物 所形成的反饋路徑(回聲路徑)的沖擊響應(yīng)被適應(yīng)性地識別，從而從反饋 路徑的輸入信號(接收信號)估計反饋路徑的回聲成分。另外，利用算術(shù) 運算功能，在設(shè)置于適應(yīng)性濾波器部分21中的適應(yīng)性濾波器中估計的回 聲成分被從反饋路徑的輸出信號(麥克風(fēng)輸入信號)中減去。
上述適應(yīng)性濾波器由具有可變系數(shù)的處理器和根據(jù)其來隨時確定系數(shù) 的算法構(gòu)成。也就是說，利用適應(yīng)性濾波器，可變?yōu)V波器系數(shù)根據(jù)諸如最
小均方(LMS)算法這樣的用于使減法器的輸出信號的均方值最小化的算
法而被適應(yīng)性地更新。結(jié)果，反饋路徑的回聲成分(通過反饋路徑饋送的 接收信號的反饋成分)被估計。另外，在減法器中從傳輸信號中減去通過 適應(yīng)性濾波器估計的回聲成分，從而去除傳輸信號中包含的回聲成分。結(jié) 果，除了回聲成分之外，利用麥克風(fēng)收音的成分(通信方向麥克風(fēng)發(fā)出的 語音、周圍的環(huán)境噪聲等等)都不會經(jīng)歷任何損耗。
從音頻編解碼器14發(fā)送到信號處理部分13的音頻信號(接收信號) 直接從揚聲器l輸出，并且還被發(fā)送到適應(yīng)性濾波器部分21。此外，從麥 克風(fēng)2通過A/D轉(zhuǎn)換器12發(fā)送到信號處理部分13的音頻信號(麥克風(fēng)輸 入信號)被提供到適應(yīng)性濾波器部分21。另外，通過在適應(yīng)性濾波器部分 21中對上述音頻信號進行回聲抵消而獲得的音頻信號被發(fā)送到回聲抑制部 分22?；芈曇种撇糠?2基于從A/D轉(zhuǎn)換器12發(fā)送到它的麥克風(fēng)輸入信號 和通過在適應(yīng)性濾波器部分21中對先前的音頻信號執(zhí)行回聲抵消處理而 獲得(因而發(fā)送自適應(yīng)性濾波器部分21)的回聲抑制量，來確定回聲抑制 量。結(jié)果，被執(zhí)行回聲抑制處理的音頻信號被從信號處理部分13遞送到 音頻編解碼器14。
在噪聲和傳輸音頻被收音的情況下，除了源自回聲的音頻信號之外的 信號充當(dāng)千擾信號。結(jié)果，適應(yīng)性濾波器的濾波器系數(shù)變得不穩(wěn)定，使得 回聲抑制處理變得不完美。下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的估計回聲抑制量的方法。在本發(fā)明的這個實施例中，利用回聲返回損耗增強(以下稱為
"ERLE")來獲得基于維納濾波的回聲抑制量。ERLE表示適應(yīng)性濾波器 部分21在其適應(yīng)性處理中能夠去除多少回聲(回聲減小量)。
輸入到麥克風(fēng)2的音頻信號M(k)以及從適應(yīng)性濾波器部分21輸出的 經(jīng)回聲抵消的輸出信號(殘余信號)Y(k)分別由以下式(3)和(4)表 達
M(k) = S(k) + Er(k) + Ep(k) ... (3) Y(k) = S(k) + Er(k) … (4)
其中，S(k)表示輸入到麥克風(fēng)2的干擾信號，Ep(k)表示在適應(yīng)性濾波 器中估計的回聲信號，Er(k)表示超過適應(yīng)性濾波器在其適應(yīng)性處理中能夠 消除的量的殘余回聲信號，k表示頻率。
回聲減少量ERLE是用麥克風(fēng)輸入信號M(k)的幅度與殘余信號Y(k)的 幅度之比來定義的量。因而，回聲減小量ERLE由以下式(5)表達
ERLE二201og
。M(k)|、
(5)
、|Y(k)| 其中ERLE的單位是[dB]。
在此實施例中，殘余信號Y(k)的功率的平方與麥克風(fēng)輸入信號M(k) 的功率的平方的比率被定義為回聲減小量ERLE，并且由以下式(6)表
1 ■ = E麵]+ E[剛]... (6)
E[|S(k)n + E[|Er(k)n + E[|Ep(k)|2]
其中E[]表示獲得短時平均。
下面，當(dāng)省略對短時平均、功率和平方的描述，并且E[|S(k)|2]、 E[IEr(k)f]和E[IEp(k)f]分別被簡單地表達為S、 Er和Ep時，式(6)可變 換成以下式(7):
ERLE=S + Er ... (7) S + Er + Ep
基于這些信號的短時平均的功率來計算的回聲減小量在下面將被稱為 "短時ERLE"。另外，通過將短時ERLE乘以時間常數(shù)以獲得長時平均 而獲得的量在下面將被稱為"長時ERLE"。例如，當(dāng)測量時間在某種程
度上是10秒的長時間時，存在許多這樣的時區(qū)，在這些時區(qū)的每一個中 沒有進行會話。因而，干擾信號S(k)平均起來接近于零。在這種情況下，
認為長時ERLE接近以下式(8)，因為干擾信號S(k)的影響可以被抵
消
Er
ERLE =
(8)
Er + Ep
在這里，利用由式(7)表達的短時ERLE和由式(8)表達的長時
ERLE，由式(2)表達的濾波器G(k)被變換成式(9a)至(9e):
<formula>formula see original document page 12</formula>
(9a)<formula>formula see original document page 12</formula>
(9b) Ep<formula>formula see original document page 12</formula>
(9c)
<formula>formula see original document page 12</formula>(9d)
<formula>formula see original document page 12</formula>
(9e)
ERLE、1-ERLE)
從以上可以了解到用于基于維納濾波來最小化再評估量e的濾波器 G(k)可通過用短時ERLE和長時ERLE兩者來抵消，而無需直接獲得干擾 信號S(k)和殘余回聲信號Er(k)?；芈曇种撇糠?2通過用基于以上計算式 (9a)至(9e)而獲得的濾波器G(k)來抑制殘余回聲，并將完成回聲抑制 后的音頻信號(G(k》Y(k"發(fā)送到音頻編解碼器14。此外，被執(zhí)行回聲抑制 處理的音頻信號被從近端裝置3發(fā)送到遠端裝置5。另外，被抑制殘余回 聲的聲音從揚聲器6輸出。
根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，回聲抑制部分22基于回聲減小量ERLE 來執(zhí)行殘余回聲的抑制，作為由適應(yīng)性濾波器部分21執(zhí)行的回聲抵消處
理的后處理。結(jié)果，可以抑制超出適應(yīng)性濾波器部分21在回聲抵消處理 中能夠消除的量的殘余回聲。因此，解決了免提蜂窩電話或視頻會議中關(guān) 于回聲的問題，因而遠端裝置5的用戶可以進行被抑制了殘余回聲的擴音 通信，而不會有不相容之感。同樣地，遠端裝置5也設(shè)置有與近端裝置3
的信號處理部分13相同的功能。結(jié)果，近端裝置3的用戶可以進行被抑
制了殘余回聲的擴音通信，而不會有不相容之感。
現(xiàn)在，當(dāng)通過在語音頻帶的整個頻帶上進行平均來執(zhí)行上述濾波器
G(k)所進行的回聲抑制時，在從回聲抑制部分22輸出的回聲抑制之后的音 頻信號中的整個語音頻帶上增益可能被減小。結(jié)果，從遠端裝置5的揚聲 器6輸出的聲音的音量可能相應(yīng)地減小。為了應(yīng)對這種情況，提出了上述 實施例的一種改變，即在麥克風(fēng)輸入信號的語音頻帶被劃分成多個部分的 情況下執(zhí)行回聲抵消處理，并且對每個頻帶執(zhí)行基于回聲減小量ERLE的 殘余回聲抑制處理，作為回聲抵消處理的后處理。
例如，頻帶[Hz]被劃分以獲得0<k^00, 100<k《00, 200<k^00， (其中k是頻率)的關(guān)系。另外，在適應(yīng)性濾波器部分21內(nèi)對適應(yīng)性濾 波器中的每個頻帶確定濾波器系數(shù)，并且對每個頻帶獲得回聲成分。這 樣，回聲抵消處理被執(zhí)行。此外，對于從適應(yīng)性濾波器部分21輸出的每 個頻帶的經(jīng)回聲抵消的輸出信號，回聲抑制部分22對于每個頻帶基于回 聲減小量ERLE進行殘余回聲的抑制。另外，回聲抑制部分22將抑制結(jié) 果發(fā)送到音頻編解碼器14。
通過進行上述操作，可對麥克風(fēng)輸入信號的每個頻帶進行適當(dāng)?shù)幕芈?抑制。結(jié)果，可以對每個頻帶進行適當(dāng)?shù)幕芈曇种疲皇窃谡麄€頻帶上 進行統(tǒng)一的回聲抑制。因此，可以執(zhí)行精細調(diào)節(jié)的回聲抑制處理，并且還 可以防止在抑制殘余回聲后音頻信號的整體音量減小。
此外，對于上述實施例的另一種改變，在將語音帶劃分成多個部分來 執(zhí)行回聲抵消處理的通信音頻處理裝置中，基于回聲減小量ERLE的殘余 回聲抑制是作為對其中每一個對聲音質(zhì)量有很大影響的頻率成分的回聲抵 消處理的后處理來進行的。另一方面，其中每一個對聲音質(zhì)量的影響較小 的頻率成分是在不執(zhí)行任何處理的情況下利用語音開關(guān)或類似物輸出到另
一方的通信音頻處理裝置的。在這里，語音開關(guān)是用于在執(zhí)行回聲抑制處 理和不執(zhí)行回聲抑制處理之間進行切換的切換部分。通過采用這樣的構(gòu) 造，可以在考慮到聲音質(zhì)量和計算量兩者的情況下設(shè)計擴音通信系統(tǒng)。
此外，上述實施例的還有一個改變也可以如下形成。也就是說，回聲 抑制部分22可以針對從適應(yīng)性濾波器部分21輸出的經(jīng)回聲抵消的輸出信 號的特定頻率成分，對每個頻帶執(zhí)行回聲抑制處理。另一方面，回聲抑制
部分22可將具有其他頻率成分的經(jīng)回聲抵消的輸出信號輸出到音頻編解 碼器14，而不執(zhí)行任何處理。結(jié)果，可以執(zhí)行更加精細調(diào)節(jié)的回聲抑制處理。
注意本發(fā)明并不想要限于上述實施例。因而，應(yīng)當(dāng)理解到不脫離本發(fā) 明的要點的各種改變和修改，例如在整體構(gòu)造的處理部分中設(shè)置適應(yīng)性濾
波器部分21和回聲抑制部分22。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，取決于設(shè)計和其他因素，可以進行各種 修改、組合、子組合和更改，只要它們處于所附權(quán)利要求或其等同物的范 圍之內(nèi)。
本發(fā)明包含與2006年11月10日向日本專利局遞交的日本專利申請 JP 2006-305793有關(guān)的主題，這里通過引用將該申請的全部內(nèi)容并入。
權(quán)利要求
1.一種回聲抵消器，用于被配置為利用揚聲器和麥克風(fēng)進行擴音通信的擴音通信系統(tǒng)中，所述回聲抵消器包括適應(yīng)性濾波器部分，該部分被配置為適應(yīng)性地識別由所述揚聲器和所述麥克風(fēng)之間的聲耦合或類似物形成的反饋路徑的沖擊響應(yīng)以從所述反饋路徑的輸入信號估計所述反饋路徑中的回聲成分，并且從所述反饋路徑的輸出信號中減去這樣估計的回聲成分；以及回聲抑制部分，該部分被配置為對來自所述適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號執(zhí)行回聲抑制處理；其中，所述回聲抑制部分利用基于來自所述反饋路徑的輸出信號與殘余信號的比率而定義的回聲減小量來獲得基于維納濾波的回聲抑制量，并且將來自所述適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號乘以該回聲抑制量。
2. 如權(quán)利要求1所述的回聲抵消器，其中，再評估量e由e = E[{S(k) -G(k" Y(k)f]給出，其中S(k)是混合到所述反饋路徑中的干擾信號，Y(k) 是從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的經(jīng)回聲抵消的輸出信號(殘余信號)， Er(k)是殘余回聲信號，E[]表示短時平均，k是頻率，所述維納濾波中用于 最小化所述再評估量e的濾波器G(k)由下式表達G(k) = E[|S(k)|2]/{E[|S(k)|2]+E[|Er(k)|2]};并且所述回聲抑制部分利用基于短時平均的功率而獲得的回聲減小量(短 時ERLE)和基于長時平均的功率而獲得的回聲減小量(長時ERLE)來 計算濾波器G(k)。
3. 如權(quán)利要求2所述的回聲抵消器，其中，基于短時平均的功率而獲 得的ERLE表達為(短時ERLE) = (E[IS(k)12] + E[|Er(k)|2]}/ {E[|S(k)|2] + E[|Er(k)|2] + E[|Ep(k)|2]}其中Ep(k)是由所述適應(yīng)性濾波器部分估計的回聲信號，ERLE是來自 所述反饋路徑的輸出信號的功率的平方與所述殘余信號的功率的平方的比基于長時平均的功率而獲得的ERLE表達為(長時ERLE) = {E[|Er(k)| 2]}/{E[|Er(k)|2] + E[|Ep(k)|2]};并且濾波器G(k)表達為G(k) = {(短時ERLE)—(長時ERLE)}/[(短時ERLE)Jl-(長時ERLE)}]。
4. 如權(quán)利要求1至3中任何一個所述的回聲抵消器，其中，所述回聲 抑制部分對于從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的輸出信號，在每個頻帶執(zhí)行 回聲抑制處理。
5. 如權(quán)利要求1至3中任何一個所述的回聲抵消器，其中，所述回聲 抑制部分對于從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的輸出信號，針對具有特定頻 率成分的輸出信號執(zhí)行回聲抑制處理，并且將具有其他頻率成分的輸出信 號輸出到外部而不執(zhí)行處理。
6. 如權(quán)利要求1至3中任何一個所述的回聲抵消器，其中，所述回聲 抑制部分對于從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的輸出信號，針對具有特定頻 率成分的輸出信號，在每個頻帶執(zhí)行回聲抑制處理，并且將具有其他頻率 成分的輸出信號輸出到外部而不執(zhí)行處理。
7. —種通信音頻處理裝置，用于被配置為進行擴音通信的擴音通信系 統(tǒng)中，所述通信音頻處理裝置包括被配置為輸出從遠端方接收的接收聲音的揚聲器； 被配置為接收傳輸聲音作為其輸入的麥克風(fēng)；所述揚聲器和所述麥克風(fēng)被用于所述被配置為執(zhí)行擴音通信的擴音通 信系統(tǒng)；回聲抵消器，該回聲抵消器包含以下部分適應(yīng)性濾波器部分，該部分被配置為適應(yīng)性地識別由所述揚聲器 和所述麥克風(fēng)之間的聲耦合或類似物所形成的反饋路徑的沖擊響應(yīng)以從所 述反饋路徑的輸入信號估計所述反饋路徑中的回聲成分，并且從所述反饋 路徑的輸出信號中減去這樣估計的回聲成分；以及回聲抑制部分，該部分被配置為對來自所述適應(yīng)性濾波器部分的 輸出信號執(zhí)行回聲抑制處理；3其中，所述回聲抵消器的所述回聲抑制部分利用基于來自所述反饋路 徑的輸出信號與殘余信號的比率而定義的回聲減小量來獲得基于維納濾波 的回聲抑制量，并且將來自所述適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號乘以該回聲 抑制量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回聲抵消器和通信音頻處理裝置。這里公開的回聲抵消器被用于被配置為利用揚聲器和麥克風(fēng)進行擴音通信的擴音通信系統(tǒng)中，該回聲抵消器包括適應(yīng)性濾波器部分，該部分被配置為適應(yīng)性地識別由揚聲器和麥克風(fēng)之間的聲耦合或類似物所形成的反饋路徑的沖擊響應(yīng)以從反饋路徑的輸入信號估計反饋路徑中的回聲成分，并且從反饋路徑的輸出信號中減去這樣估計的回聲成分；以及回聲抑制部分，該部分被配置為對來自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號執(zhí)行回聲抑制處理。
文檔編號H04B3/23GK101179295SQ20071017033
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)明者櫻庭洋平 申請人:索尼株式會社