專(zhuān)利名稱(chēng)：回聲的檢測(cè)和監(jiān)視的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)的是語(yǔ)音通信系統(tǒng)中的回聲檢測(cè)。特別地，本發(fā)明涉及對(duì)實(shí)際使用的語(yǔ)音通信系統(tǒng)中的回聲進(jìn)行檢測(cè)。
背景技術(shù)：
對(duì)語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，回聲的存在是一個(gè)已知問(wèn)題。這種回聲可能是由于通信硬件內(nèi)部的混合失衡條件所引起的。此外，聲反饋也有可能引起回聲?；芈暿欠窨梢杂捎脩?hù)察覺(jué)通常是根據(jù)回聲返回的信號(hào)電平以及回聲返回相對(duì)于原始信號(hào)所產(chǎn)生的時(shí)間偏移來(lái)確定的。而使用分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則加重了語(yǔ)音通信中的回聲問(wèn)題。特別地，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，在結(jié)合分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況下，所經(jīng)歷的增加的傳輸延遲可能會(huì)使回聲更加明顯。
為了在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中檢測(cè)回聲的存在，可以使用那些利用了合成測(cè)試回聲的設(shè)備。然而，常規(guī)測(cè)試設(shè)備需要在可以執(zhí)行測(cè)試之前使網(wǎng)絡(luò)切斷服務(wù)。此外，常規(guī)測(cè)試設(shè)備難以校準(zhǔn)和使用。由于通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際用戶(hù)所進(jìn)行的抱怨，也可以對(duì)回聲進(jìn)行檢測(cè)。然而，當(dāng)回聲上升到用戶(hù)或顧客抱怨的等級(jí)時(shí)，那么這時(shí)將會(huì)太晚而不可能防止出現(xiàn)不滿(mǎn)意的顧客。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)的是這些和其他問(wèn)題以及現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。通常，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)語(yǔ)音通信信號(hào)的輸出部分進(jìn)行監(jiān)視。此外還對(duì)語(yǔ)音通信信號(hào)的輸入部分進(jìn)行監(jiān)視。輸出信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)，并且執(zhí)行一個(gè)相關(guān)過(guò)程。根據(jù)相關(guān)過(guò)程的結(jié)果而產(chǎn)生一個(gè)語(yǔ)音通信信號(hào)中是否存在回聲的判定。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使用了一個(gè)自適應(yīng)濾波器來(lái)過(guò)濾通信信號(hào)的輸出部分。響應(yīng)于一個(gè)誤差信號(hào)，可以對(duì)自適應(yīng)濾波器的參數(shù)加以改變，其中誤差信號(hào)是從經(jīng)過(guò)過(guò)濾的語(yǔ)音通信信號(hào)輸出部分與經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的語(yǔ)音通信信號(hào)輸入部分之間的差值中計(jì)算得到的。特別地，為了減少觀察到的差錯(cuò)，將會(huì)改變那些與自適應(yīng)濾波器相關(guān)聯(lián)的分支。然后將會(huì)計(jì)算經(jīng)過(guò)時(shí)間校正的輸入信號(hào)的功率與誤差信號(hào)功率之間的比值；如果計(jì)算得到的比值大于預(yù)定數(shù)量，那么將會(huì)發(fā)出信號(hào)來(lái)通知存在一個(gè)回聲。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，對(duì)在語(yǔ)音通信信號(hào)輸出部分與語(yǔ)音通信信號(hào)輸入部分之間觀察到的時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。然后，時(shí)間延遲以及計(jì)算得到的輸入信號(hào)與差值信號(hào)的功率比值可用于表征在一個(gè)語(yǔ)音通信系統(tǒng)中檢測(cè)到的回聲的嚴(yán)重性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。然后，信號(hào)監(jiān)視器確定該信號(hào)的周期是否小于預(yù)定數(shù)量。如果所述周期小于預(yù)定數(shù)量，那么接下來(lái)將會(huì)判定回聲功率是否大于一個(gè)預(yù)定功率。如果回聲超出預(yù)定功率，那么將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)指示通信中存在回聲的信號(hào)。
仍舊根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，對(duì)輸出和輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)并將它們提供給一個(gè)信號(hào)監(jiān)視器。然后，信號(hào)監(jiān)視器確定是MEL頻率倒譜系數(shù)是否大于預(yù)定數(shù)量。如果超出預(yù)定數(shù)量，那么將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)指示通信中存在回聲的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可以執(zhí)行多個(gè)時(shí)間校準(zhǔn)步驟。舉例來(lái)說(shuō)，在粗略的時(shí)間校準(zhǔn)的步驟之后可以跟隨一個(gè)精確的時(shí)間校準(zhǔn)步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于對(duì)使用中的語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)的回聲進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常包含一個(gè)第一電子信號(hào)路徑，所述路徑可被操作，以便接收語(yǔ)音通信信號(hào)的一個(gè)輸出分量。該設(shè)備還包含一個(gè)第二電子信號(hào)路徑，所述路徑可被操作，以便接收語(yǔ)音通信信號(hào)的一個(gè)輸入分量。并且提供了一個(gè)時(shí)間校準(zhǔn)部件，用于對(duì)輸出分量與輸入分量進(jìn)行校準(zhǔn)。自適應(yīng)濾波器對(duì)經(jīng)由第一電子信號(hào)路徑接收的語(yǔ)音通信信號(hào)的輸出分量進(jìn)行過(guò)濾。并且提供了一個(gè)求和部件，用于從經(jīng)過(guò)過(guò)濾以及已被校準(zhǔn)的語(yǔ)音通信信號(hào)的輸出分量和輸入分量之間的差值中計(jì)算一個(gè)誤差信號(hào)。此外，信號(hào)監(jiān)視器接收輸入信號(hào)和誤差信號(hào)，從中可以產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于回聲存在的判定。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，提供了一條反饋信號(hào)線(xiàn)路，用于將求和部件計(jì)算的誤差信號(hào)發(fā)送到自適應(yīng)濾波器。而在另一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備可以包含一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)接口，用于將第一和第二電子信號(hào)路徑互連到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述接口可以包括一個(gè)與網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)接的接口。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一個(gè)用于對(duì)使用中的語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)的回聲進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中提供了時(shí)間校準(zhǔn)。作為輸入，時(shí)間校準(zhǔn)單元接收那些與語(yǔ)音通信相關(guān)聯(lián)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)。時(shí)間校準(zhǔn)單元互連到一個(gè)信號(hào)監(jiān)視器。信號(hào)監(jiān)視器具有經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)，從中可以產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于回聲存在的判定。


本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征將從以下的論述中變得清楚，尤其是在與附圖相結(jié)合的時(shí)候。
圖1描述了一個(gè)可以與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一起使用的通信系統(tǒng)；圖2描述了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)設(shè)備；圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)器；圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)間校準(zhǔn)單元；圖5A描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)時(shí)間校準(zhǔn)的流程圖；圖5B描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)時(shí)間校準(zhǔn)的流程圖；圖6描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)的流程圖；圖7描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)器；
圖8描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)的流程圖；以及圖9描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明針對(duì)的是使用中的語(yǔ)音通信系統(tǒng)的回聲檢測(cè)。
圖1描述了一個(gè)適于與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例結(jié)合使用的通信系統(tǒng)100。通常，通信系統(tǒng)100包括一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)104，一個(gè)第一通信設(shè)備108以及一個(gè)第二通信設(shè)備112。通信網(wǎng)絡(luò)104可以包括一個(gè)或多個(gè)不同形式的網(wǎng)絡(luò)。舉例來(lái)說(shuō)，通信網(wǎng)絡(luò)104可以包括公用交換電話(huà)網(wǎng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，通信網(wǎng)絡(luò)104包括一個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上是根據(jù)網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)來(lái)發(fā)送語(yǔ)音通信的。通信設(shè)備108、112可以包括任何類(lèi)型的通信設(shè)備，這些設(shè)備適于與語(yǔ)音通信結(jié)合使用。因此，通信設(shè)備108、112的實(shí)例包括電話(huà)、軟電話(huà)以及無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音通信設(shè)備。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的那樣，在第二通信設(shè)備112，從第一通信設(shè)備108發(fā)送的語(yǔ)音通信是作為原始語(yǔ)音通信的失真版本而被接收的。特別地，語(yǔ)音通信在時(shí)間上被延遲，并且系統(tǒng)100的組件可能會(huì)引入失真。此外，在第一108與第二112通信設(shè)備之間進(jìn)行的發(fā)送語(yǔ)音通信的過(guò)程中，系統(tǒng)100引入了不同的回聲源。舉例來(lái)說(shuō)，通信設(shè)備108或112中的聲音回響可能會(huì)在通信設(shè)備108、112之間的語(yǔ)音通信傳輸中產(chǎn)生回聲。此外，在系統(tǒng)100的組件之間的相互連接上，混合失衡條件有可能會(huì)引入回聲。系統(tǒng)100的其他特性可能會(huì)增加回聲在音質(zhì)上的效果。舉例來(lái)說(shuō)，通信網(wǎng)絡(luò)104引入的交換和傳輸延遲可能會(huì)使存在于系統(tǒng)100中的回聲更加明顯。在與利用了網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)(VoIP)傳輸技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)104相結(jié)合的情況下，傳輸延遲尤其是有問(wèn)題的。
現(xiàn)在參考圖2，其中結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)104而對(duì)回聲檢測(cè)系統(tǒng)200進(jìn)行了描述。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，回聲檢測(cè)系統(tǒng)200可以作為通信設(shè)備108、112的一部分來(lái)提供。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，回聲檢測(cè)系統(tǒng)200可以作為網(wǎng)關(guān)的一部分而提供給通信網(wǎng)絡(luò)104，其中包括一個(gè)網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，通信設(shè)備108、112通常經(jīng)由引入回聲檢測(cè)系統(tǒng)200的網(wǎng)關(guān)而與通信網(wǎng)絡(luò)104相連。
如圖2所示，回聲檢測(cè)系統(tǒng)200通常包括一個(gè)回聲檢測(cè)器204和一個(gè)回聲監(jiān)視器208。通常，在通信系統(tǒng)100受到回聲檢測(cè)系統(tǒng)200監(jiān)視的地點(diǎn)，回聲檢測(cè)系統(tǒng)200將會(huì)檢測(cè)語(yǔ)音通信中的回聲的存在?；芈暀z測(cè)器204通常行使職責(zé)，以便監(jiān)視語(yǔ)音通信的輸出分量或輸出部分212以及同一語(yǔ)音通信的輸入分量或輸入部分216?；芈暠O(jiān)視器208可以作為回聲檢測(cè)設(shè)備200的一部分來(lái)提供，但這并不是必需的，所述回聲監(jiān)視器208通常行使職責(zé)，以便提供一個(gè)所檢測(cè)回聲的幅度的指示。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，回聲監(jiān)視器208對(duì)那些關(guān)于所檢測(cè)回聲的振幅或功率的信息以及回聲信號(hào)相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)所偏移的時(shí)間量進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)使用該信息，回聲監(jiān)視器208可以表征回聲在正在進(jìn)行的語(yǔ)音通信上的效果。
現(xiàn)在參考圖3，其中描述了回聲檢測(cè)器204的各個(gè)方面。如圖3所示，在將輸出語(yǔ)音信號(hào)212提供給通信網(wǎng)絡(luò)104的時(shí)候，回聲檢測(cè)器204監(jiān)視輸出的語(yǔ)音信號(hào)212?；芈暀z測(cè)器204把輸出語(yǔ)音信號(hào)212提供給時(shí)間校準(zhǔn)單元304。此外，回聲檢測(cè)器204對(duì)來(lái)源于通信網(wǎng)絡(luò)104的輸入語(yǔ)音信號(hào)216進(jìn)行監(jiān)視。并且還將輸入語(yǔ)音信號(hào)216提供給時(shí)間校準(zhǔn)單元304。如上所述，輸出212和輸入216語(yǔ)音信號(hào)通常包括了處于最接近回聲檢測(cè)器204的通信網(wǎng)絡(luò)104末端的第一通信設(shè)備108與通信網(wǎng)絡(luò)104遠(yuǎn)端的第二通信設(shè)備112之間的語(yǔ)音通信的輸出和輸入部分。并且可以提供一個(gè)延遲緩存器308來(lái)延遲那些由時(shí)間校準(zhǔn)單元304輸出的經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)312。然后，可以將延遲緩存器308的輸出316提供給一個(gè)自適應(yīng)濾波器320。求和部件324從自適應(yīng)濾波器320接收一個(gè)已被過(guò)濾和時(shí)間校準(zhǔn)的輸出語(yǔ)音信號(hào)328，并且從通信網(wǎng)絡(luò)104接收輸入語(yǔ)音信號(hào)。求和部件324的輸出是一個(gè)誤差信號(hào)332。誤差信號(hào)332可以通過(guò)一條反饋信號(hào)線(xiàn)路336而被反饋到自適應(yīng)濾波器320。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，并沒(méi)有提供延遲緩存器308，并且時(shí)間校準(zhǔn)單元304的輸出端直接連接到自適應(yīng)濾波器320的輸入端。
時(shí)間校準(zhǔn)單元304通常進(jìn)行操作而在時(shí)間上校準(zhǔn)輸出212和輸入216信號(hào)，并且確定所發(fā)送或輸出信號(hào)212與所接收或輸入信號(hào)216之間的時(shí)間延遲。因此，時(shí)間校準(zhǔn)單元304接收輸出語(yǔ)音信號(hào)212并以此作為第一輸入，此外還接收輸入語(yǔ)音信號(hào)216并以此作為第二輸入。通常，時(shí)間校準(zhǔn)可以包括一個(gè)粗略的時(shí)間校準(zhǔn)過(guò)程，其后則跟隨著一個(gè)精確的時(shí)間校準(zhǔn)過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例并且參考圖5A，時(shí)間校準(zhǔn)單元304所執(zhí)行的粗略時(shí)間校準(zhǔn)過(guò)程500包括一個(gè)對(duì)輸出信號(hào)212和輸入信號(hào)216進(jìn)行預(yù)強(qiáng)調(diào)的步驟(步驟504)。在這個(gè)對(duì)各個(gè)信號(hào)進(jìn)行預(yù)強(qiáng)調(diào)的過(guò)程中，將一個(gè)簡(jiǎn)單的一階濾波器應(yīng)用于所述信號(hào)，以便參與語(yǔ)音發(fā)聲的識(shí)別。在步驟508，提取輸出212和輸入216信號(hào)的短期能量分布曲線(xiàn)。由此提供了作為時(shí)間函數(shù)而在各個(gè)信號(hào)中包含的能量的平滑包絡(luò)或粗略外形。然后，使用短期能量分布曲線(xiàn)來(lái)校準(zhǔn)這兩個(gè)信號(hào)212、216(步驟512)。特別地，通過(guò)提取各個(gè)信號(hào)的短期能量分布曲線(xiàn)而獲取的兩個(gè)平滑包絡(luò)是互相關(guān)的。然后，信號(hào)212、216分成單個(gè)發(fā)聲，并對(duì)來(lái)自輸出信號(hào)212的發(fā)聲與來(lái)自輸入信號(hào)216的發(fā)聲進(jìn)行校準(zhǔn)(步驟516)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，與無(wú)聲相反，發(fā)聲是有效語(yǔ)音的分段。這個(gè)步驟對(duì)單個(gè)發(fā)音進(jìn)行辨別和分段。發(fā)聲的校準(zhǔn)是使用互相關(guān)技術(shù)來(lái)執(zhí)行的。在信號(hào)212、216的粗略校準(zhǔn)500之后，使用節(jié)距(pitch)計(jì)算和周期來(lái)執(zhí)行精確的時(shí)間校準(zhǔn)(步驟520) 。
現(xiàn)在參考圖4和5B，其中描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輸出212和輸入216信號(hào)的精確時(shí)間校準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，時(shí)間校準(zhǔn)單元304的部件404通過(guò)為輸入語(yǔ)音信號(hào)216的一個(gè)取樣緩存計(jì)算節(jié)距周期來(lái)計(jì)算時(shí)間延遲(步驟524)。然后，在關(guān)于每個(gè)延遲周期的一個(gè)延遲范圍上計(jì)算輸入信號(hào)216的節(jié)距與輸出信號(hào)212的節(jié)距之間的相似性(步驟528)。一旦在延遲范圍內(nèi)為每個(gè)延遲確定了相似性，那么，將會(huì)把所計(jì)算周期中在已被接收和發(fā)送的信號(hào)內(nèi)部產(chǎn)生了最大相似性的延遲選擇為實(shí)際延遲(步驟532)。然后，將由此確定的延遲周期提供給時(shí)間校準(zhǔn)單元304內(nèi)部的一個(gè)緩存器408，并且緩存器408在這個(gè)延遲周期將會(huì)保持輸出信號(hào)(步驟536)。時(shí)間校準(zhǔn)單元304的輸出是一個(gè)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的輸出信號(hào)版本，在這里也將其稱(chēng)為一個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)。對(duì)涉及根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)間校準(zhǔn)單元304操作的附加公開(kāi)和信息來(lái)說(shuō)，可以對(duì)2002年5月22日提交并且轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的申請(qǐng)人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/152,716加以參考，該申請(qǐng)的內(nèi)容在此引入作為參考。
通常提供一個(gè)延遲緩存器308來(lái)確保一個(gè)因果系統(tǒng)。特別地，將諸如大約10毫秒這樣的很小延遲添加到經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的信號(hào)312，以確保它無(wú)法在輸入信號(hào)216之前出現(xiàn)。因此，延遲緩存器308引入的延遲會(huì)確保自適應(yīng)濾波器320的正常運(yùn)行。
自適應(yīng)濾波器320通常進(jìn)行操作，它通過(guò)過(guò)濾輸出信號(hào)而使輸入信號(hào)216與輸出的經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的信號(hào)之間的差錯(cuò)減至最小。通過(guò)將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的輸出語(yǔ)音信號(hào)328與輸入信號(hào)216之間的差錯(cuò)或差值332減至最小，存在于輸入語(yǔ)音信號(hào)216中的任何回聲都會(huì)更加明顯。特別地，如果輸入信號(hào)216與經(jīng)過(guò)過(guò)濾的輸出信號(hào)328相似，那么誤差信號(hào)332將會(huì)很小，由此輸入信號(hào)216與誤差信號(hào)332的比值將會(huì)很大。此外，由于自適應(yīng)濾波器320具有作為反饋336的誤差信號(hào)332，因此可以更加精確的過(guò)濾那些與時(shí)間校準(zhǔn)輸入信號(hào)320不同的部分輸出信號(hào)，由此誤差信號(hào)332是輸入信號(hào)216中存在回聲或是沒(méi)有回聲的一個(gè)更好的指示符。
信號(hào)監(jiān)視器340也是作為回聲檢測(cè)器204的一部分來(lái)提供的。通常，信號(hào)監(jiān)視器340接收輸入語(yǔ)音信號(hào)216和誤差信號(hào)332。然后，信號(hào)監(jiān)視器340計(jì)算輸入信號(hào)216與誤差信號(hào)332的功率比值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果計(jì)算得到的比值大于預(yù)定門(mén)限值，那么信號(hào)監(jiān)視器340會(huì)在回聲信號(hào)線(xiàn)路344上產(chǎn)生一個(gè)指示存在回聲的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，回聲信號(hào)線(xiàn)路344與回聲監(jiān)視器208互連。并且還可以提供一個(gè)時(shí)間延遲信號(hào)線(xiàn)路348，以便把時(shí)間校準(zhǔn)單元304確定的延遲周期(也就是輸出信號(hào)212與輸入信號(hào)216之間的時(shí)間偏移)傳遞到回聲監(jiān)視器208。
現(xiàn)在參考圖6，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)系統(tǒng)200的操作。最初，在步驟600，獲取和解碼那些與語(yǔ)音通信相關(guān)聯(lián)的輸入216與輸出212語(yǔ)音承載信道。在步驟604，應(yīng)用一種例如參考圖4、5A和5B所描述的時(shí)間校準(zhǔn)算法來(lái)補(bǔ)償輸出212與輸入216信號(hào)之間的延遲。接下來(lái)顯示了將一個(gè)很小的附加延遲應(yīng)用于經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的語(yǔ)音信號(hào)312的可選步驟(步驟608)。通常，向經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的信號(hào)312添加延遲是合乎需要的，由此確保得到一個(gè)因果關(guān)系的回聲檢測(cè)系統(tǒng)200。
在步驟612，將自適應(yīng)濾波器320應(yīng)用于經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出語(yǔ)音信號(hào)212。通常，響應(yīng)于誤差信號(hào)332，可以改變自適應(yīng)濾波器320的分支。特別地，在反饋信號(hào)線(xiàn)路336上提供以誤差信號(hào)332為形式的反饋將會(huì)允許改變自適應(yīng)濾波器320，這樣一來(lái)，誤差信號(hào)332將會(huì)減至最小。在步驟616，通過(guò)在求和部件324獲取輸入信號(hào)216與經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的已過(guò)濾輸出信號(hào)328之間的差值來(lái)計(jì)算誤差或差值信號(hào)332。然后對(duì)輸入信號(hào)216與誤差信號(hào)332的功率比值進(jìn)行計(jì)算(步驟620)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所獲取的比值是回聲返回?fù)p耗增益值(ERLE)，它由以下等式給出ERLE=10log10[Σn=0N-1[d[n]]2Σn=0N-1[e[n]]2],]]>其中d[n]是輸入信號(hào)216，e[n]是誤差信號(hào)332。
在步驟624，判定輸入信號(hào)328的功率與誤差信號(hào)332的功率的比值是否大于一個(gè)預(yù)定門(mén)限。如果計(jì)算得到的比值并不大于預(yù)定門(mén)限，則沒(méi)有檢測(cè)到輸入回聲(步驟628)。如果計(jì)算得到的比值大于選定門(mén)限，則認(rèn)為檢測(cè)到了輸入回聲(步驟632)。
圖7描述了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)器204的各個(gè)方面。如圖7所示，在將輸出語(yǔ)音信號(hào)212提供給通信網(wǎng)絡(luò)104的時(shí)候，回聲檢測(cè)器204對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視。輸出語(yǔ)音信號(hào)212提供給一個(gè)時(shí)間校準(zhǔn)單元304。此外，回聲檢測(cè)器204對(duì)來(lái)源于通信網(wǎng)絡(luò)104的輸入語(yǔ)音信號(hào)216進(jìn)行監(jiān)視。輸入語(yǔ)音信號(hào)216還提供給了時(shí)間校準(zhǔn)單元304。如上所述，輸出212與輸入216語(yǔ)音信號(hào)可以包括處于緊鄰回聲檢測(cè)器204的通信網(wǎng)絡(luò)104末端的第一通信設(shè)備108與處于通信網(wǎng)絡(luò)104遠(yuǎn)端的第二通信設(shè)備112之間的語(yǔ)音通信的輸出和輸入部分。然后，時(shí)間校準(zhǔn)單元304將一個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出語(yǔ)音信號(hào)312提供給信號(hào)監(jiān)視器704。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，信號(hào)監(jiān)視器704通過(guò)對(duì)信號(hào)周期以及回聲功率進(jìn)行評(píng)估，以便確定是否在系統(tǒng)100中檢測(cè)到了回聲。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，信號(hào)監(jiān)視器704通過(guò)評(píng)估Mel頻率倒譜系數(shù)(MFCC)來(lái)確定系統(tǒng)100中是否存在回聲。像708這樣的回聲信號(hào)可以將信號(hào)監(jiān)視器704與回聲監(jiān)視器208互連。此外，像712這樣的時(shí)間延遲信號(hào)可以將時(shí)間校準(zhǔn)單元304確定的延遲周期提供給回聲監(jiān)視器208。
現(xiàn)在參考圖8，其中顯示了根據(jù)如圖7所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)系統(tǒng)200的操作。最初，在步驟800，獲取和解碼那些與語(yǔ)音通信相關(guān)聯(lián)的輸入216與輸出212語(yǔ)音承載信道。在步驟804，應(yīng)用了一種時(shí)間校準(zhǔn)算法來(lái)補(bǔ)償輸出212與輸入216信號(hào)之間的延遲。在步驟808，將信號(hào)周期與一個(gè)門(mén)限值進(jìn)行比較。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，周期即為信號(hào)是周期性還是非周期性的一個(gè)量度。舉例來(lái)說(shuō)，音調(diào)或正弦波是周期的，而白噪聲則是非周期的。由于諸如語(yǔ)音這種現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)出現(xiàn)在絕對(duì)周期信號(hào)音調(diào)末端與白噪聲之間的某個(gè)地方，因此對(duì)信號(hào)周期性所進(jìn)行的測(cè)量給出了一個(gè)關(guān)于接收信號(hào)是否更加類(lèi)似周期信號(hào)音調(diào)或非周期噪音的指示。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，周期是通過(guò)以下過(guò)程給出的假設(shè)x[n]是輸出信號(hào)的取樣，y[n]是輸入信號(hào)的取樣。假設(shè)d是輸出與輸入信號(hào)之間的延遲，T是節(jié)距周期。所述周期性是在兩個(gè)步驟中計(jì)算的(1)----A=Σn=0T[x[n-d]y[n]]Σn=0T[x[n-d]]2]]>(2)----P=Σn=0T[y[n]-Ax[n-d]]Σn=0T[x[n]]2]]>根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，如果周期(P)大于或等于0.4，則可以認(rèn)為信號(hào)中沒(méi)有回聲(步驟812)。
如果周期大于或等于所述閾值，則判定回聲功率是否大于所述閾值(步驟816)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，回聲功率是用以下等式給出的Echo Power=10log10[1NΣn=0N-1[d[n]]2],]]>其中d[n]表示輸入信號(hào)216。如果回聲功率不大于所述閾值，則認(rèn)為信號(hào)中不存在回聲(步驟820)。如果回聲功率大于所述閾值，則認(rèn)為檢測(cè)到輸入回聲(步驟824)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果計(jì)算得到的回聲功率大于50分貝，則認(rèn)為輸入信號(hào)216中存在回聲。
現(xiàn)在參考圖9，其中描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的回聲檢測(cè)器204的操作。最初，在步驟900，獲取和解碼那些與語(yǔ)音通信相關(guān)聯(lián)的輸入216與輸出212語(yǔ)音承載信道。在步驟904，應(yīng)用了一種時(shí)間校準(zhǔn)算法來(lái)補(bǔ)償這兩個(gè)信號(hào)212、216之間的延遲。在步驟908，對(duì)在經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)312與輸入信號(hào)216之間測(cè)得的Mel頻率倒譜系數(shù)距離進(jìn)行計(jì)算。在步驟912，判定MFCC距離是否大于一個(gè)閾值。如果MFCC距離并不大于所述閾值，則沒(méi)有檢測(cè)到回聲(步驟916)。如果MFCC距離大于所述閾值，則檢測(cè)到了輸入回聲(步驟920)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果MFCC距離量度大于0.82，則認(rèn)為存在輸入回聲。
從上文給出的描述可以了解，本發(fā)明顧及了結(jié)合語(yǔ)音通信所進(jìn)行的回聲檢測(cè)，同時(shí)通信系統(tǒng)100處于一個(gè)實(shí)際操作。如果希望的話(huà)，也可以響應(yīng)于存在回聲的判定來(lái)進(jìn)行測(cè)量，從而緩解回聲。
為了進(jìn)行說(shuō)明和描述，因而給出了本發(fā)明的以上論述。此外，該描述并不意圖將本發(fā)明限制于這里公開(kāi)的形式。因此，在相關(guān)技術(shù)的技能和知識(shí)以?xún)?nèi)，與上述教導(dǎo)相當(dāng)?shù)淖兓托薷囊蔡幱诒景l(fā)明的范圍以?xún)?nèi)。上文描述的實(shí)施例還意圖說(shuō)明目前已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，并且能使本領(lǐng)域其他技術(shù)人員以這種或其他實(shí)施例并且結(jié)合其特有應(yīng)用以及本發(fā)明的用途所需要的不同修改來(lái)使用本發(fā)明。附加的權(quán)利要求意圖包括替換實(shí)施例，以便達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)允許的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在使用中的網(wǎng)絡(luò)上檢測(cè)回聲的方法，包括對(duì)一個(gè)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)，以便獲取一個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)；過(guò)濾所述經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)，以便獲取一個(gè)已被過(guò)濾和時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)；確定所述已被過(guò)濾并經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)與所述輸入信號(hào)之間的差值，以便創(chuàng)建一個(gè)差值信號(hào)；計(jì)算包含了所述輸入信號(hào)與所述差值信號(hào)之間的功率的一個(gè)比值；以及當(dāng)所述比值大于預(yù)定數(shù)量時(shí)，用信號(hào)來(lái)通知回聲的存在。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括對(duì)所述已被時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延遲。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述過(guò)濾步驟包括響應(yīng)于所述差值信號(hào)，改變至少一個(gè)第一濾波器參數(shù)。
4.權(quán)利要求3的方法，其中改變所述至少一個(gè)第一濾波器參數(shù)，以便減少所述已被過(guò)濾和時(shí)間校準(zhǔn)的輸出信號(hào)與所述輸入信號(hào)之間的所述差值。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述輸入信號(hào)是從一個(gè)包含了網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)的通信網(wǎng)絡(luò)中接收的。
6.權(quán)利要求1的方法，還包括確定所述輸出信號(hào)與所述輸入信號(hào)之間的時(shí)間延遲。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述輸出和輸入信號(hào)包括語(yǔ)音通信信號(hào)。
8.一種用于在使用中的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)上檢測(cè)回聲的系統(tǒng)，包括用于接收所輸出的第一語(yǔ)音通信信號(hào)以及所輸入的第一語(yǔ)音通信信號(hào)的裝置，其中所述輸出的第一語(yǔ)音通信信號(hào)與所述輸入的第一語(yǔ)音通信信號(hào)是作為全雙工語(yǔ)音通信的兩個(gè)分量相關(guān)聯(lián)；用于校準(zhǔn)所述輸出的第一語(yǔ)音通信信號(hào)與所述輸入的第一語(yǔ)音通信信號(hào)的裝置；用于過(guò)濾的裝置，其中對(duì)所述輸出第一語(yǔ)音通信信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以便創(chuàng)建一個(gè)經(jīng)過(guò)過(guò)濾的信號(hào)；用于從所述輸入語(yǔ)音通信信號(hào)與所述經(jīng)過(guò)過(guò)濾的信號(hào)之間的差值中確定一個(gè)誤差信號(hào)的裝置；用于計(jì)算所述輸入的第一信號(hào)與所述經(jīng)過(guò)過(guò)濾的信號(hào)的功率比值；以及如果所述比值至少處于一個(gè)第一預(yù)定值，則指示回聲存在的裝置。
9.權(quán)利要求8的方法，還包括用于延遲所述輸出第一信號(hào)的裝置。
10.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，還包括用于將所述誤差信號(hào)提供給所述用于進(jìn)行過(guò)濾的裝置的裝置。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述用于進(jìn)行過(guò)濾的裝置包括一個(gè)自適應(yīng)濾波器。
12.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述輸入第一語(yǔ)音通信信號(hào)是從包含了網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)的通信網(wǎng)絡(luò)中接收的。
13.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述用于接收的裝置包括至少一個(gè)第一解碼器。
14.一種計(jì)算組件，用于執(zhí)行一系列方法步驟，該方法包括對(duì)語(yǔ)音通信的輸出分量進(jìn)行時(shí)間偏移，以便獲取所述語(yǔ)音通信的經(jīng)過(guò)時(shí)間偏移的輸出分量，其中所述輸出分量與所述語(yǔ)音通信的輸入分量進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)；對(duì)所述語(yǔ)音通信的所述經(jīng)過(guò)時(shí)間偏移的輸出分量進(jìn)行過(guò)濾，以便獲取所述語(yǔ)音通信的已被過(guò)濾和時(shí)間偏移的輸出分量；從所述語(yǔ)音通信的所述輸入分量與所述已被過(guò)濾和時(shí)間偏移的輸出分量之間的差值中計(jì)算誤差信號(hào)；對(duì)所述語(yǔ)音通信的所述輸入分量功率與所述誤差信號(hào)功率之間的比值進(jìn)行計(jì)算；以及響應(yīng)于計(jì)算得到大于一個(gè)門(mén)限值的比值，提供了一個(gè)回聲存在于所述語(yǔ)音通信的指示。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括將所述誤差信號(hào)提供給所述濾波器；響應(yīng)于所述誤差信號(hào)中的變化，改變所述濾波器的至少一個(gè)第一參數(shù)。
16.權(quán)利要求14的方法，還包括對(duì)所述語(yǔ)音通信的所述輸出分量與所述語(yǔ)音通信的至少一部分所述輸入分量之間的時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)算。
17.權(quán)利要求14的方法，其中所述計(jì)算組件包括一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上攜帶了用于執(zhí)行所述方法的指令。
18.用于檢測(cè)回聲存在的設(shè)備，包括一個(gè)時(shí)間校準(zhǔn)部件，其中語(yǔ)音通信的輸出分量在時(shí)間上與所述語(yǔ)音通信的輸入分量進(jìn)行校準(zhǔn)，以便獲取一個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出分量；一個(gè)自適應(yīng)濾波器，其中對(duì)所述經(jīng)過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)的輸出分量進(jìn)行過(guò)濾，以便獲取一個(gè)已被過(guò)濾和時(shí)間校準(zhǔn)的輸出分量；以及一個(gè)求和部件，其中誤差信號(hào)是從所述已被過(guò)濾和時(shí)間校準(zhǔn)的輸出分量與所述輸入分量之間的差值中計(jì)算得到的，其中對(duì)輸入信號(hào)功率與誤差信號(hào)功率的比值大于一個(gè)門(mén)限值做出響應(yīng)而產(chǎn)生一個(gè)回聲檢測(cè)信號(hào)。
19.權(quán)利要求18的設(shè)備，還包括一個(gè)誤差信號(hào)反饋信號(hào)線(xiàn)路，其中將所述誤差信號(hào)提供給所述自適應(yīng)濾波器。
20.權(quán)利要求18的設(shè)備，還包括一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)接口，由此所述第一和第二電子信號(hào)路徑與一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)互連。
21.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)接口包括一個(gè)與網(wǎng)際協(xié)議電話(huà)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)接的接口。
全文摘要
本發(fā)明提供了回聲檢測(cè)與監(jiān)視的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明，語(yǔ)音通信的輸出和輸入語(yǔ)音承載信道受到監(jiān)視。對(duì)輸出和輸入信號(hào)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)，然后進(jìn)行測(cè)量來(lái)確定信號(hào)中是否存在回聲。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，輸出信號(hào)是經(jīng)由一個(gè)自適應(yīng)濾波器來(lái)饋送的。
文檔編號(hào)H04M1/00GK1510891SQ200310104360
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者塞門(mén)·戴尼歐·柏蘭德, 詹姆斯·D·斯克勒德, 蘇布拉馬尼安·西德哈蘭, 邁克·威廉·馬森, 詹姆斯·阿蘭·庫(kù)克, D 斯克勒德, 阿蘭 庫(kù)克, 塞門(mén) 戴尼歐 柏蘭德, 威廉 馬森, 馬尼安 西德哈蘭 申請(qǐng)人:阿瓦雅技術(shù)公司