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(huì)議系統(tǒng)之類的擴(kuò)音通信系統(tǒng)中進(jìn)行通信時(shí)引起的回聲
(echo)或嘯聲(howling)的問(wèn)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(huì)議系統(tǒng)這樣的擴(kuò)音通信系統(tǒng)中，利用遠(yuǎn)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(yáng)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(yáng) 聲器所給出的語(yǔ)音被發(fā)送到遠(yuǎn)端裝置。因此，從遠(yuǎn)端裝置和近端裝置的揚(yáng) 聲器輸出的語(yǔ)音分別被輸入到麥克風(fēng)。當(dāng)不對(duì)這種語(yǔ)音執(zhí)行處理時(shí)，該語(yǔ) 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(gè)時(shí)候從揚(yáng)聲器中聽(tīng)到作為回聲的由通信方本身 所產(chǎn)生的語(yǔ)音。當(dāng)回聲(反饋成分)變得較大時(shí)，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(lái)說(shuō)，利用回聲抵消器，由揚(yáng)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(guò)用適應(yīng)性濾波器來(lái)測(cè)量。上 述沖擊響應(yīng)被疊加在從揚(yáng)聲器輸出的接收信號(hào)(參考信號(hào))之上，從而生 成偽回聲(pseudo-echo)。另外，通過(guò)從利用麥克風(fēng)拾取的音頻信號(hào)中減 去所得到的偽回聲，來(lái)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(lái)隨 時(shí)確定系數(shù)的算法構(gòu)成。也就是說(shuō)，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(hào)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(guò)反饋 路徑饋送的接收信號(hào)的反饋成分)被估計(jì)。另外，在減法器中從傳輸信號(hào) 中減去通過(guò)適應(yīng)性濾波器估計(jì)的回聲成分，從而只抵消傳輸信號(hào)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(yǔ)音、周圍的環(huán)境噪聲等等)都不會(huì)經(jīng)歷任何損耗。
但是，回聲可能不會(huì)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(yáng)聲器所聽(tīng)到。該回聲被稱為"殘余回聲"。為了實(shí) 現(xiàn)諸如視頻會(huì)議系統(tǒng)這樣的擴(kuò)音通信系統(tǒng)而不會(huì)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(guò)執(zhí)行回聲抑制處理 來(lái)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(píng)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(hào)(殘余信號(hào))，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(hào)，S(k)表示利用麥克風(fēng)收音的傳輸聲音(干擾信 號(hào))，E[]表示獲得短時(shí)平均，k表示頻率。此外，基于以上式(1)獲得 用于最小化再評(píng)估量e的濾波器G(k)，從而通過(guò)抑制回聲強(qiáng)調(diào)了傳輸聲
音
根據(jù)作為一種用于估計(jì)短時(shí)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(dá)的再評(píng)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(xiàn)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(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，由以上式(2)表達(dá)的濾波器G(k)可能不會(huì)被直接地實(shí)際獲 得。其原因是難以分離和抽取殘余信號(hào)中包含的殘余回聲信號(hào)Er(k)，以及 干擾信號(hào)S(k)，因?yàn)闅堄嗷芈曅盘?hào)Er(k)和干擾信號(hào)S(k)可能不會(huì)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(huì)議系 統(tǒng)之類的擴(kuò)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(gè)實(shí)施例，提供了一種回聲抵消器，其被用于利用揚(yáng)
聲器和麥克風(fēng)進(jìn)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)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(shí)別由揚(yáng)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(hào)估計(jì)反饋路徑中
的回聲成分，并且從反饋路徑的輸出信號(hào)中減去這樣估計(jì)的回聲成分；以
及回聲抑制部分，用于對(duì)來(lái)自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)執(zhí)行回聲抑制
處理?；芈曇种撇糠掷没趤?lái)自反饋路徑的輸出信號(hào)與殘余信號(hào)的比率
而定義的回聲減小量來(lái)獲得基于維納濾波的回聲抑制量，并且將來(lái)自適應(yīng)
性濾波器部分的輸出信號(hào)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(shí)施例，利用基于來(lái)自反饋路徑的輸出 信號(hào)與殘余信號(hào)的比率而定義的回聲減小量來(lái)計(jì)算基于維納濾波的回聲抑
制量。結(jié)果，可基于簡(jiǎn)單的計(jì)算表達(dá)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(shí)施例，提供了一種通信音頻處理裝置，其
被用于進(jìn)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)音通信系統(tǒng)中。該通信音頻處理裝置包括用于
輸出從遠(yuǎn)端方接收的接收聲音的揚(yáng)聲器；以及用于接收傳輸聲音作為其輸 入的麥克風(fēng)。揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)被用于被配置為執(zhí)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)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(shí)別由揚(yáng)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(hào)估 計(jì)反饋路徑中的回聲成分，并且從反饋路徑的輸出信號(hào)中減去這樣估計(jì)的
回聲成分；以及回聲抑制部分，用于對(duì)來(lái)自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)
執(zhí)行回聲抑制處理。回聲抵消器的回聲抑制部分利用基于來(lái)自反饋路徑的 輸出信號(hào)與殘余信號(hào)的比率而定義的回聲減小量來(lái)獲得基于維納濾波的回 聲抑制量，并且將來(lái)自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)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(shí)施例，利用基于來(lái)自反饋路徑的輸出 信號(hào)與殘余信號(hào)的比率而定義的回聲減小量來(lái)計(jì)算基于維納濾波的回聲抑 制量。結(jié)果，可基于簡(jiǎn)單的計(jì)算表達(dá)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(shí)施例，在用于擴(kuò)音通信系統(tǒng)的回聲抵消器中，利用基 于來(lái)自反饋路徑的輸出信號(hào)與殘余信號(hào)的比率而定義的回聲減小量來(lái)計(jì)算 回聲抑制量。另外，基于這樣計(jì)算的回聲抑制量來(lái)調(diào)節(jié)來(lái)自適應(yīng)性濾波器 部分的輸出信號(hào)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(kuò)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(huì)議系統(tǒng)或類似系統(tǒng)中關(guān)于回聲或嘯聲的問(wèn)題。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)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(hào)處理部 分的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)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(kuò)音通信系統(tǒng)的實(shí)施例。圖1示出作為雙向(全雙工)擴(kuò)音通信系統(tǒng)示 例的視頻會(huì)議系統(tǒng)的整體配置。在圖1中，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，這里省略了對(duì) 圖1中與描述本發(fā)明實(shí)施例無(wú)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(huì)議系統(tǒng)中，近端裝置3和遠(yuǎn)端裝置5通過(guò)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(yáng)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(yuǎn)端裝置5包括
揚(yáng)聲器6和麥克風(fēng)7。結(jié)果，可以雙向地進(jìn)行全雙工通信。近端裝置3和 遠(yuǎn)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(jiǎn)單起見(jiàn)， 在圖1中沒(méi)有示出遠(yuǎn)端裝置5的內(nèi)部功能塊。
連接到近端裝置3的揚(yáng)聲器1輸出聲音，該聲音是通過(guò)在近端裝置3 中對(duì)利用連接到遠(yuǎn)端裝置5的麥克風(fēng)7收音的聲音進(jìn)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(duì)來(lái)自在近端一方出席視頻會(huì)議的與會(huì) 者的陳述音頻進(jìn)行收音。另外，連接到其的麥克風(fēng)2也對(duì)從揚(yáng)聲器1輸出 的將要通過(guò)空間疊加在陳述音頻上的聲音進(jìn)行收音。
數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器11將在信號(hào)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(guò)在信號(hào)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(yáng)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(shí)，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(hào)處理部分13例如由數(shù)字信號(hào)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(xì)描述在信 號(hào)處理部分13中執(zhí)行的此處理。
音頻編解碼器14將從信號(hào)處理部分13發(fā)送來(lái)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(huì)議系統(tǒng)中進(jìn)行的通信中 所確定的。另外，音頻編解碼器14對(duì)通過(guò)通信部分15從遠(yuǎn)端裝置5發(fā)送 來(lái)的經(jīng)編碼的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將所得到的音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到信號(hào)處理 部分13。
通信部分15以數(shù)字通信的形式通過(guò)通信線路4與遠(yuǎn)端裝置5進(jìn)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(cè)商標(biāo))這樣的一般數(shù)字通信線路。
圖2是示出信號(hào)處理部分13的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。信號(hào)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(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖2中也省略了與描述本發(fā)明實(shí)施例無(wú)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(yùn)算功能。在 這里，利用適應(yīng)性濾波器功能，由揚(yáng)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(shí)別，從而從反饋 路徑的輸入信號(hào)(接收信號(hào))估計(jì)反饋路徑的回聲成分。另外，利用算術(shù) 運(yùn)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(jì)的回 聲成分被從反饋路徑的輸出信號(hào)(麥克風(fēng)輸入信號(hào))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(lái)隨時(shí)確定系數(shù) 的算法構(gòu)成。也就是說(shuō)，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(hào)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(guò)反饋路徑饋送的 接收信號(hào)的反饋成分)被估計(jì)。另外，在減法器中從傳輸信號(hào)中減去通過(guò) 適應(yīng)性濾波器估計(jì)的回聲成分，從而去除傳輸信號(hào)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(yǔ)音、周圍的環(huán)境噪聲等等)都不會(huì)經(jīng)歷任何損耗。
從音頻編解碼器14發(fā)送到信號(hào)處理部分13的音頻信號(hào)(接收信號(hào)) 直接從揚(yáng)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(guò)A/D轉(zhuǎn)換器12發(fā)送到信號(hào)處理部分13的音頻信號(hào)(麥克風(fēng)輸 入信號(hào))被提供到適應(yīng)性濾波器部分21。另外，通過(guò)在適應(yīng)性濾波器部分 21中對(duì)上述音頻信號(hào)進(jìn)行回聲抵消而獲得的音頻信號(hào)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(hào) 和通過(guò)在適應(yīng)性濾波器部分21中對(duì)先前的音頻信號(hào)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(lái)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(hào)被從信號(hào)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(hào)之外的 信號(hào)充當(dāng)千擾信號(hào)。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(jì)回聲抑制量的方法。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，利用回聲返回?fù)p耗增強(qiáng)(以下稱為
"ERLE")來(lái)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(hào)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(hào)(殘余信號(hào))Y(k)分別由以下式(3)和(4)表 達(dá)
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(hào)，Ep(k)表示在適應(yīng)性濾波 器中估計(jì)的回聲信號(hào)，Er(k)表示超過(guò)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(hào)，k表示頻率。
回聲減少量ERLE是用麥克風(fēng)輸入信號(hào)M(k)的幅度與殘余信號(hào)Y(k)的 幅度之比來(lái)定義的量。因而，回聲減小量ERLE由以下式(5)表達(dá)
ERLE二201og
。M(k)|、
(5)
、|Y(k)| 其中ERLE的單位是[dB]。
在此實(shí)施例中，殘余信號(hào)Y(k)的功率的平方與麥克風(fēng)輸入信號(hào)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(shí)平均。
下面，當(dāng)省略對(duì)短時(shí)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(jiǎn)單地表達(dá)為S、 Er和Ep時(shí)，式(6)可變 換成以下式(7):
ERLE=S + Er ... (7) S + Er + Ep
基于這些信號(hào)的短時(shí)平均的功率來(lái)計(jì)算的回聲減小量在下面將被稱為 "短時(shí)ERLE"。另外，通過(guò)將短時(shí)ERLE乘以時(shí)間常數(shù)以獲得長(zhǎng)時(shí)平均 而獲得的量在下面將被稱為"長(zhǎng)時(shí)ERLE"。例如，當(dāng)測(cè)量時(shí)間在某種程
度上是10秒的長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，存在許多這樣的時(shí)區(qū)，在這些時(shí)區(qū)的每一個(gè)中 沒(méi)有進(jìn)行會(huì)話。因而，干擾信號(hào)S(k)平均起來(lái)接近于零。在這種情況下，
認(rèn)為長(zhǎng)時(shí)ERLE接近以下式(8)，因?yàn)楦蓴_信號(hào)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(dá)的短時(shí)ERLE和由式(8)表達(dá)的長(zhǎng)時(shí)
ERLE，由式(2)表達(dá)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(lái)最小化再評(píng)估量e的濾波器 G(k)可通過(guò)用短時(shí)ERLE和長(zhǎng)時(shí)ERLE兩者來(lái)抵消，而無(wú)需直接獲得干擾 信號(hào)S(k)和殘余回聲信號(hào)Er(k)。回聲抑制部分22通過(guò)用基于以上計(jì)算式 (9a)至(9e)而獲得的濾波器G(k)來(lái)抑制殘余回聲，并將完成回聲抑制 后的音頻信號(hào)(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(hào)被從近端裝置3發(fā)送到遠(yuǎn)端裝置5。另外，被抑制殘余回 聲的聲音從揚(yáng)聲器6輸出。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，回聲抑制部分22基于回聲減小量ERLE 來(lái)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(huì)議中關(guān) 于回聲的問(wèn)題，因而遠(yuǎn)端裝置5的用戶可以進(jìn)行被抑制了殘余回聲的擴(kuò)音 通信，而不會(huì)有不相容之感。同樣地，遠(yuǎn)端裝置5也設(shè)置有與近端裝置3
的信號(hào)處理部分13相同的功能。結(jié)果，近端裝置3的用戶可以進(jìn)行被抑
制了殘余回聲的擴(kuò)音通信，而不會(huì)有不相容之感。
現(xiàn)在，當(dāng)通過(guò)在語(yǔ)音頻帶的整個(gè)頻帶上進(jìn)行平均來(lái)執(zhí)行上述濾波器
G(k)所進(jìn)行的回聲抑制時(shí)，在從回聲抑制部分22輸出的回聲抑制之后的音 頻信號(hào)中的整個(gè)語(yǔ)音頻帶上增益可能被減小。結(jié)果，從遠(yuǎn)端裝置5的揚(yáng)聲 器6輸出的聲音的音量可能相應(yīng)地減小。為了應(yīng)對(duì)這種情況，提出了上述 實(shí)施例的一種改變，即在麥克風(fēng)輸入信號(hào)的語(yǔ)音頻帶被劃分成多個(gè)部分的 情況下執(zhí)行回聲抵消處理，并且對(duì)每個(gè)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(duì)適應(yīng)性濾 波器中的每個(gè)頻帶確定濾波器系數(shù)，并且對(duì)每個(gè)頻帶獲得回聲成分。這 樣，回聲抵消處理被執(zhí)行。此外，對(duì)于從適應(yīng)性濾波器部分21輸出的每 個(gè)頻帶的經(jīng)回聲抵消的輸出信號(hào)，回聲抑制部分22對(duì)于每個(gè)頻帶基于回 聲減小量ERLE進(jìn)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(guò)進(jìn)行上述操作，可對(duì)麥克風(fēng)輸入信號(hào)的每個(gè)頻帶進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕芈?抑制。結(jié)果，可以對(duì)每個(gè)頻帶進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕芈曇种疲皇窃谡麄€(gè)頻帶上 進(jìn)行統(tǒng)一的回聲抑制。因此，可以執(zhí)行精細(xì)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(hào)的整體音量減小。
此外，對(duì)于上述實(shí)施例的另一種改變，在將語(yǔ)音帶劃分成多個(gè)部分來(lái) 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(duì)其中每一個(gè)對(duì)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(lái)進(jìn)行的。另一方面，其中每一個(gè)對(duì)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(yǔ)音開(kāi)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(yǔ)音開(kāi)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(jìn)行切換的切換部分。通過(guò)采用這樣的構(gòu) 造，可以在考慮到聲音質(zhì)量和計(jì)算量?jī)烧叩那闆r下設(shè)計(jì)擴(kuò)音通信系統(tǒng)。
此外，上述實(shí)施例的還有一個(gè)改變也可以如下形成。也就是說(shuō)，回聲 抑制部分22可以針對(duì)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(hào)的特定頻率成分，對(duì)每個(gè)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(hào)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(xì)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(shí)施例。因而，應(yīng)當(dāng)理解到不脫離本發(fā) 明的要點(diǎn)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(jì)和其他因素，可以進(jìn)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(qǐng) JP 2006-305793有關(guān)的主題，這里通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全部?jī)?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(yáng)聲器和麥克風(fēng)進(jìn)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)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(shí)別由所述揚(yáng)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(hào)估計(jì)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(hào)中減去這樣估計(jì)的回聲成分；以及回聲抑制部分，該部分被配置為對(duì)來(lái)自所述適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)執(zhí)行回聲抑制處理；其中，所述回聲抑制部分利用基于來(lái)自所述反饋路徑的輸出信號(hào)與殘余信號(hào)的比率而定義的回聲減小量來(lái)獲得基于維納濾波的回聲抑制量，并且將來(lái)自所述適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)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(píng)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(hào)，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(hào)(殘余信號(hào))， Er(k)是殘余回聲信號(hào)，E[]表示短時(shí)平均，k是頻率，所述維納濾波中用于 最小化所述再評(píng)估量e的濾波器G(k)由下式表達(dá)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(shí)平均的功率而獲得的回聲減小量(短 時(shí)ERLE)和基于長(zhǎng)時(shí)平均的功率而獲得的回聲減小量(長(zhǎng)時(shí)ERLE)來(lái) 計(jì)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(shí)平均的功率而獲 得的ERLE表達(dá)為(短時(shí)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(jì)的回聲信號(hào)，ERLE是來(lái)自 所述反饋路徑的輸出信號(hào)的功率的平方與所述殘余信號(hào)的功率的平方的比基于長(zhǎng)時(shí)平均的功率而獲得的ERLE表達(dá)為(長(zhǎng)時(shí)ERLE) = {E[|Er(k)| 2]}/{E[|Er(k)|2] + E[|Ep(k)|2]};并且濾波器G(k)表達(dá)為G(k) = {(短時(shí)ERLE)—(長(zhǎng)時(shí)ERLE)}/[(短時(shí)ERLE)Jl-(長(zhǎng)時(shí)ERLE)}]。
4. 如權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)所述的回聲抵消器，其中，所述回聲 抑制部分對(duì)于從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的輸出信號(hào)，在每個(gè)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(gè)所述的回聲抵消器，其中，所述回聲 抑制部分對(duì)于從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的輸出信號(hào)，針對(duì)具有特定頻 率成分的輸出信號(hào)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(hào)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(gè)所述的回聲抵消器，其中，所述回聲 抑制部分對(duì)于從所述適應(yīng)性濾波器部分輸出的輸出信號(hào)，針對(duì)具有特定頻 率成分的輸出信號(hào)，在每個(gè)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(hào)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(jìn)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)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(yuǎn)端方接收的接收聲音的揚(yáng)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(yáng)聲器和所述麥克風(fēng)被用于所述被配置為執(zhí)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)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(shí)別由所述揚(yáng)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(hào)估計(jì)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(hào)中減去這樣估計(jì)的回聲成分；以及回聲抑制部分，該部分被配置為對(duì)來(lái)自所述適應(yīng)性濾波器部分的 輸出信號(hào)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(lái)自所述反饋路 徑的輸出信號(hào)與殘余信號(hào)的比率而定義的回聲減小量來(lái)獲得基于維納濾波 的回聲抑制量，并且將來(lái)自所述適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)乘以該回聲 抑制量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種回聲抵消器和通信音頻處理裝置。這里公開(kāi)的回聲抵消器被用于被配置為利用揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)進(jìn)行擴(kuò)音通信的擴(kuò)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(shí)別由揚(yáng)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(hào)估計(jì)反饋路徑中的回聲成分，并且從反饋路徑的輸出信號(hào)中減去這樣估計(jì)的回聲成分；以及回聲抑制部分，該部分被配置為對(duì)來(lái)自適應(yīng)性濾波器部分的輸出信號(hào)執(zhí)行回聲抑制處理。
文檔編號(hào)H04B3/23GK101179295SQ20071017033
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)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(qǐng)人:索尼株式會(huì)社