專利名稱：低延遲的回聲消除方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進聲學(xué)特性的音頻通信系統(tǒng)和方法，并且特別 涉及包括改進音頻回聲消除系統(tǒng)的會議系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的會議系統(tǒng)中， 一個或多個麥克風(fēng)捕獲遠(yuǎn)端場點的聲波， 并且把所述聲波轉(zhuǎn)換成第一音頻信號。所述第一音頻信號被傳送至近 端場點，在近端場點電視機和放大器和揚聲器通過把在遠(yuǎn)端場點產(chǎn)生 的第一音頻信號轉(zhuǎn)換成聲波來再現(xiàn)原始的聲波。在近端場點所產(chǎn)生的 聲波部分由近端場點的音頻捕獲系統(tǒng)捕獲，轉(zhuǎn)換成第二音頻信號并傳 送回在所述遠(yuǎn)端場點的系統(tǒng)。在一個場點捕獲聲波，傳送到另一個場點，然后再傳送回最初的場點，這樣的問題被稱為聲學(xué)回聲(acoustic echo)。在最嚴(yán)重的情況下，當(dāng)環(huán)路增益超過單位增益，聲學(xué)回聲可引 起反饋聲。聲學(xué)回聲還引起在兩個場點的參會者聽到他們自己的聲音， 使得通過會議系統(tǒng)的談話變得困難。進一步參照圖1來說明回聲問題。來自遠(yuǎn)端的數(shù)字音頻信號1101 通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 1301被轉(zhuǎn)換到模擬域，在擴音機放大器1302 放大，并進一步由擴音機1303轉(zhuǎn)換成聲音信號。直接信號1304和由 墻壁/天花板等反射的反射信號1306都由麥克風(fēng)1308獲得，這樣的獲 得是不期望的。麥克風(fēng)還采集所期望的近端信號1307。這種麥克風(fēng)信 號在麥克風(fēng)放大器1309中被放大，而且在模數(shù)轉(zhuǎn)換器1310中被數(shù)字 化，并輸出這種回聲未消的麥克風(fēng)信號1202。如果回聲未消的麥克風(fēng)信號被傳送到遠(yuǎn)端，該遠(yuǎn)端場點將聽到他 們自己的回聲，并且如果在該遠(yuǎn)端存在類似的系統(tǒng)，甚至?xí)l(fā)生嘯叫/反饋。解決這種問題的通常方法是在麥克風(fēng)信號路徑上添加聲學(xué)回聲消 除器1203。這種回聲消除器使用數(shù)字?jǐn)U音機信號作為信號參考，并且估計所有的擴音機至麥克風(fēng)路徑1304/1306，從回聲未消的麥克風(fēng)信號 1202減去這些估計，形成回聲已消的麥克風(fēng)信號1204，作為信號1102 傳送到遠(yuǎn)端。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，有兩種主要的方法用于聲學(xué)回聲消除器。第一種 是全帶(full band)消除器，第二種是子帶(sub band)消除器。這兩 種消除器通常都使用自適應(yīng)FIR (有限脈沖響應(yīng))濾波器用于回聲路徑 估計，但是要分別應(yīng)用在全帶域和子帶域。所使用的聲學(xué)回聲消除器通常包括幾個附加的子塊，如雙談話算 法、非線形處理單元、舒適噪聲生成等。為了簡單明了，在這里不討 論這些子塊，因這些塊與本發(fā)明的范圍不直接相關(guān)。這些塊各不相同 并且在現(xiàn)有技術(shù)的文獻中有記載。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這些 塊的集成是簡單易懂的。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的全帶聲學(xué)回聲消除器。來自遠(yuǎn)端的信號 2101作為信號2102被傳遞到擴音機，并且還被用作擴音機參考信號 2103。通過自適應(yīng)FIR濾波器2104來濾波擴音機參考信號2103。該自 適應(yīng)濾波器聚斂(converge)并跟蹤房間的脈沖響應(yīng)。對于初始聚斂， 以及為調(diào)整房間中任何聲學(xué)變化(門打開、人走動等)，自適應(yīng)FIR 濾波器2104需要自適應(yīng)。為此可使用許多不同的自適應(yīng)算法，從廉價 (低處理能力)的LMS (最小均方)到更復(fù)雜且更昂貴的算法如APA (仿射投影算法)和RLS (遞歸最小二乘)。但是，通常所有這些算 法都使用FIR濾波器更新環(huán)路2108來適應(yīng)。自適應(yīng)FIR濾波器輸出反轉(zhuǎn)的回聲估計2105，并添加給回聲未消 的麥克風(fēng)信號2106，計算出回聲已消的麥克風(fēng)信號2107。在全帶回聲消除器中，對麥克風(fēng)信號路徑不增加算法延遲，因此， 當(dāng)需要短延遲的時候常常使用全帶消除器。但是，現(xiàn)有技術(shù)的全帶消除器存在某些缺點。 一個缺點是自適應(yīng) 濾波器跟蹤聲學(xué)環(huán)境變化的能力差/慢，尤其對于說話和其他自然(彩 色)信號。另外的缺點是處理能力要求很高，如下面所解釋的。在大多數(shù)回聲消除器中使用的聲學(xué)系統(tǒng)模型是FIR濾波器。在信 號處理領(lǐng)域，F(xiàn)IR濾波器是眾所周知的，因此這里不再討論有關(guān)的基本 概念。FIR濾波器近似房間中直接聲音和大多數(shù)反射的傳輸功能。由于 處理能力的要求，在擴音機播放信號之后，F(xiàn)IR濾波器并不試圖用無限 的時間來消除回聲。而是在給定時間(所說的尾長，英文tail length) 之后，接受這樣的實事，回聲不再被消除，而作為殘留回聲出現(xiàn)。為了估計在完整尾長中的回聲，要求的FIR濾波器長度是 L = Fs * taillength，其中Fs是按Hz的采樣頻率，并且尾長(taillength)按秒來給定。為計算濾波器的一個單采樣輸出所需要的乘法和加法的每個的數(shù) 量等于濾波器長度，并且對每個采樣應(yīng)該計算一次濾波器的輸出。因 此，乘法和加法的總數(shù)是Fs*L = Fs * Fs* taillength = taillength*Fs2尾長的典型值是0.25秒。對于使用8kHZ采樣頻率的系統(tǒng)，乘法 和加法數(shù)量是16,000,000，對16kHz是64，000，000，對48kHz是576,000，000。對于濾波器更新算法也可執(zhí)行類似的計算。最簡單的算法LMS具 有與FIR濾波器相同數(shù)量的加法和乘法，因此對于絕對最簡單的全帶 消除器，加法和乘法的數(shù)量各等于2*taillength*Fs2.更復(fù)雜的更新算法可改進FIR濾波器的跟蹤能力，但在處理能力 方面更加復(fù)雜。存在其算法復(fù)雜度與濾波器長度成比例的算法，但比 例常數(shù)大大高于LMS算法，并且還有算法，其復(fù)雜度與濾波器長度的 平方成比例。后一種情況導(dǎo)致對全帶回聲消除器的處理能力要求與Fs* (F^taillengthf成比例，這對于全帶聲學(xué)回聲消除器來說是不現(xiàn)實的。克服上述全帶回聲消除器的兩個缺點的傳統(tǒng)方法是引入子帶處 理。在圖3中，示出這樣一種方法，并在下面討論。來自遠(yuǎn)端的信號3101作為信號3102被傳遞給擴音機。使用分析 濾波器3301把該信號劃分成選定數(shù)量的子帶。利用另外(但同樣)的 分析濾波器3302把回聲未消的麥克風(fēng)信號3106劃分成子帶。子帶的 選定數(shù)在下文中記為N。對每個子帶，擴音機分析濾波器輸出子帶參考信號3203，該信號 經(jīng)由子帶FIR濾波器3204濾波，計算反轉(zhuǎn)的子帶回聲估計3205。麥克 風(fēng)分析濾波器輸出子帶回聲未消信號3206，并將其添加到所述反轉(zhuǎn)的 回聲估計，輸出子帶回聲已消的麥克風(fēng)信號3207。該回聲已消的麥克 風(fēng)信號用于自適應(yīng)所述FIR濾波器，如子帶FIR濾波器更新環(huán)路3208 所示。來自所有子帶的回聲已消的麥克風(fēng)信號通過綜合濾波器3303被 一起合并到全帶回聲已消的麥克風(fēng)信號3107。使用這種方法，信號被劃分成具有較小帶寬的帶，可采用較低的 采樣頻率來表示，這在下面討論。注意分析濾波器由濾波器組和取樣 器(decimator)組成，而綜合濾波器由濾波器組和內(nèi)插器(interpolator) 組成。根據(jù)Nyquist采樣定理，全帶信號的采樣頻率按下述公式計算FSfuiiband = 2 * Ffuilband其中Ffunb肌d是全帶頻率帶。類似地，子帶信號的采樣頻率可按如 下計算-FSsubband — 2*FsUbband其中F^b^是子帶頻率帶。而且，每個子帶的頻率帶可如下表示 Fsubband = Ffullband/N另外，為了簡化和降低濾波器組的處理能力要求，傳統(tǒng)上使用過采樣(oversampling)。這可通過引入常數(shù)用數(shù)學(xué)方式表示，這當(dāng)然可 包括添加到表達式中的其他常數(shù)。根據(jù)上述的表達式，可得出子帶信號將具有采樣頻率Fssubband = ( K/N) * FSfuiiband其中K是過采樣系數(shù)。K總是大于l，但通常較小，典型情況下 小于2。假定FIR濾波器采用與濾波器長度(如LMS)成比例的復(fù)雜度， 用于濾波并且在一個子帶中采用的要求處理能力可表示為 ProsPowsubband = C^taillength* Fssubband2 ProsPoWsubband = CJtaillength* (K/N*Fsfullband) 2其中C,是比例常數(shù)。因此，對所有N個子帶，所要求的處理能力等于:ProsPow = NW^taillength* ( K/N*Fsfuiiband)2 ProsPow = Q*taillength* (K*Fsfullband)2/N這樣，對大的N，可顯著降低濾波的處理能力要求。當(dāng)然，必須 增加分析與綜合濾波器的開銷，但對于高尾長和相當(dāng)大的N，較之所 述的節(jié)省，這種開銷是很小的。對于復(fù)雜度與濾波器長度的平方成比例的更復(fù)雜更新算法，較之 全帶情況，由于顯著降低的濾波器長度，復(fù)雜度的降低還更大。另外，經(jīng)驗表明，子帶回聲消除器具有改進的能力來適應(yīng)聲學(xué)環(huán) 境的變化，尤其對于說話和其他自然(彩色)信號。但是， 一個主要缺點是引入了子帶模式。分析和綜合濾波器對麥 克風(fēng)信號增加了算法延遲。在某些應(yīng)用中，這是不期望的，甚至是不 可接受的?？傊榻B的兩種方法的優(yōu)點和缺點是互逆的。全帶回聲消除 器有零算法延遲的優(yōu)點，但具有較慢的自適應(yīng)和高處理復(fù)雜度的缺點。 子帶回聲消除器具有較快自適應(yīng)和較低處理復(fù)雜度的優(yōu)點，而具有算 法延遲的缺點。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種用于克服上述問題的音頻回聲消除 的方法和系統(tǒng)。特別，本發(fā)明公開一種音頻回聲消除器，適于通過添加反轉(zhuǎn)的回聲估計信號(5105)根據(jù)添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)提供回聲 削減輸出信號(5107)，所述添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)由近 端音頻信號和源于遠(yuǎn)端音頻信號(5101)的回聲信號組成，所述反轉(zhuǎn) 的回聲估計(5105)通過利用全帶FIR濾波器(5104)過濾所述遠(yuǎn)端 音頻信號(5101)而生成，所述全帶FIR濾波器(5104)包括一組全 帶濾波器抽頭，所述音頻回聲消除器進一步包括第一分析濾波器(5301)，被構(gòu)造成把遠(yuǎn)端音頻信號(5101)劃分成多個子帶參考信 號(5203);第二分析濾波器，被構(gòu)造成把所述添加了回聲的麥克風(fēng) 信號(5106)劃分成多個添加子帶回聲的麥克風(fēng)信號(5206);多個 子帶FIR濾波器，包括相應(yīng)的子帶濾波器抽頭集，構(gòu)造每個子帶FIR 濾波器用于濾波相關(guān)聯(lián)的子帶參考信號(5203)，并輸出反轉(zhuǎn)的子帶 回聲估計(5205)用來添加到相關(guān)聯(lián)的添加了子帶回聲的麥克風(fēng)信號(5206)以提供子帶回聲削減的反饋信號(5207)，利用所述子帶回 聲削減的反饋信號(5207)更新相關(guān)聯(lián)的子帶濾波器抽頭集；以及第 一綜合濾波器，被構(gòu)造成用于把來自所述的子帶濾波器抽頭集的相應(yīng) 的子帶濾波器抽頭合并到要傳遞至所述全帶FIR濾波器(5104)的對 應(yīng)全帶濾波器抽頭。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的方法。


為了使本發(fā)明更易于理解，下文中的討論將參考附圖，其中圖1是傳統(tǒng)會議系統(tǒng)設(shè)置的詳細(xì)方框圖，圖2是具有全帶處理的聲學(xué)回聲消除子系統(tǒng)的更近視圖，圖3是利用子帶處理實現(xiàn)的相應(yīng)回聲消除器子系統(tǒng)的方框圖，圖4是子帶FIR濾波器的具有更近視圖的子帶系統(tǒng)的方框圖，圖5是本發(fā)明第一實施例的方框圖，圖6是本發(fā)明第二實施例的方框圖。
具體實施方式
在下面將通過描述優(yōu)選實施例并參考附圖來討論本發(fā)明。但是，盡管通過特定的例子描述了特定實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，其 他的應(yīng)用和修改也在權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明保持了子帶回聲消除器的快速自適應(yīng)以及全帶回聲消除器 的零延遲。它對處理能力要求的增加很少，較之傳統(tǒng)的全帶回聲消除 器，依然非常接近傳統(tǒng)子帶回聲消除器的低處理能力要求，尤其當(dāng)涉 及復(fù)雜和精巧的自適應(yīng)算法時。為了描述本發(fā)明，參考圖4詳細(xì)說明圖3的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，圖 4示出了該系統(tǒng)的詳細(xì)內(nèi)容。如圖3所示，來自遠(yuǎn)端的信號4101作為信號4102被傳遞給擴音 機。利用分析濾波器4301把該信號劃分成子帶。利用另外(但相同) 的分析濾波器4302把回聲未消的麥克風(fēng)信號4106劃分成子帶。對每個子帶，擴音機分析濾波器輸出子帶參考信號4203，經(jīng)由子 帶FIR濾波器濾波，子帶FIR濾波器由參考延遲線4211、 一組FIR濾 波器抽頭4212和巻積單元(convolution unit) 4213組成。所述巻積單 元輸出反轉(zhuǎn)的子帶回聲估計4205。麥克風(fēng)分析濾波器輸出子帶回聲未 消的信號4206，添加到所述反轉(zhuǎn)的回聲估計，輸出子帶回聲已消的麥 克風(fēng)信號4207。該回聲已消的麥克風(fēng)信號被用于FIR濾波器的自適應(yīng)， 如子帶FIR濾波器更新環(huán)路4208所示。來自所有子帶的回聲已消的麥克風(fēng)信號通過綜合濾波器4303被 一起合并至麥克風(fēng)回聲已消的全帶信號4107。圖5示出了本發(fā)明的第一實施例。如圖4的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，來 自遠(yuǎn)端的信號5101作為信號5102被傳遞給擴音機。使用分析濾波器 5301把該信號劃分成子帶。使用另外(但相同)的分析濾波器5302把 回聲未消的麥克風(fēng)信號劃分成子帶。對每個子帶，擴音機分析濾波器輸出子帶參考信號5203，經(jīng)由子 帶FIR濾波器濾波。所述子帶FIR濾波器由參考延遲線5211、 一組FIR 濾波器抽頭5212和巻積單元5213組成。所述巻積單元輸出反轉(zhuǎn)的子 帶回聲估計5205。麥克風(fēng)分析濾波器輸出子帶回聲未消的信號5206， 將其添加到所述反轉(zhuǎn)的回聲估計，輸出子帶回聲已消的麥克風(fēng)信號 5207。如圖4的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，回聲已消的麥克風(fēng)信號被用于FIR濾 波器的自適應(yīng)，如子帶FIR濾波器更新環(huán)路5208所示。但是，與現(xiàn)有技術(shù)不同，子帶回聲已消的麥克風(fēng)信號不通過綜合 濾波器。而是FIR濾波器的各濾波器抽頭值順序通過FIR模型綜合濾波器 5304，以計算全帶FIR濾波器復(fù)本5104。濾波器抽頭多路器 (multiplexer) 5214控制這種順序。首先，該綜合濾波器被復(fù)位到全零 狀態(tài)，然后，把各子帶FIR濾波器的濾波器抽頭值饋送給所述綜合濾 波器，所有的子帶以ho抽頭開始，然后是h,抽頭，等等，以所有子帶 的h^抽頭結(jié)束。這里，n是所述各子帶FIR濾波器中的抽頭數(shù)量。在 子帶回聲消除器中，常常對不同的子帶使用不同數(shù)量的抽頭，并且在 這種情況下，對于沒有所有更多抽頭的子帶，濾波器抽頭多路器將輸 出零。因此，由于綜合濾波器的延遲和響應(yīng)長度，某些具有全零的通 (pass)要通過綜合濾波器，計算這種響應(yīng)的結(jié)尾。所需要的通數(shù)目依 賴于綜合濾波器的設(shè)計。最后，把綜合濾波器的輸出復(fù)制到FIR濾波器復(fù)本5104。這樣， 全帶FIR濾波器由根據(jù)相應(yīng)子帶的FIR抽頭生成的FIR抽頭組成。關(guān)于如何以及何時經(jīng)由綜合濾波器傳遞子帶FIR濾波器抽頭，可 能有幾種方法。可自動執(zhí)行所有順序(在一個時間點)，但這會不必 要地增加處理能力。更優(yōu)選的解決方案是按每個采樣間隔經(jīng)由綜合濾 波器傳遞一組抽頭。這意味著僅在略大于所選擇尾長的間隔更新全帶 濾波器，但這是無關(guān)緊要的，因子帶濾波器是相當(dāng)固定的。即使當(dāng)聲 學(xué)響應(yīng)改變，較之尾長/更新間隔，再自適應(yīng)時間也將更高。另外，來自遠(yuǎn)端的信號5101，與至擴音機的信號5102相同，通 過全帶FIR濾波器復(fù)本5104，形成反轉(zhuǎn)的全帶回聲估計5105。這被添 加到回聲未消的麥克風(fēng)信號5106，形成回聲已消的全帶麥克風(fēng)信號 5107。使用這種方法，得到零算法延遲，因麥克風(fēng)信號不暴露給信號處 理。所有自適應(yīng)在子帶上執(zhí)行，保持了子帶回聲消除器的優(yōu)點。但是，要進行兩次全帶回聲濾波， 一次在子帶域(計算上開銷小)， 一次在全帶域(計算上開銷大)。因此，盡管處理能力要求顯著低于 全帶情況，但高于純子帶方法，因而期望進一步降低。在本發(fā)明的第二實施例中，處理能力要求更低。該實施例在圖6 中示出。同樣，來自遠(yuǎn)端的信號6101作為信號6102被傳遞給擴音機。使 用分析濾波器6301把該信號劃分成子帶。使用另外(但類似)的分析 濾波器6302把回聲未消的麥克風(fēng)信號6106劃分成子帶。對每個子帶，擴音機分析濾波器輸出子帶參考信號6203，經(jīng)由雙 子帶FIR濾波器濾波，所述雙子帶FIR濾波器由參考延遲線6211、 一 組FIR濾波器抽頭6212和雙巻積單元6213組成。該巻積單元輸出反轉(zhuǎn)的子帶早回聲估計6205和反轉(zhuǎn)的子帶遲回聲估計6209。所述子帶早 回聲估計是子帶回聲估計的按時間的最早部分，由濾波器抽頭ho-lv.i 來確定，而所述子帶遲回聲估計是子帶回聲估計的按時間的最后部分， 由濾波器抽頭hm-hn來確定。麥克風(fēng)分析濾波器輸出子帶回聲未消的信 號6206，該信號被添加到這兩種反轉(zhuǎn)的回聲估計，輸出子帶回聲已消 的麥克風(fēng)信號6207。如同在圖5中，回聲已消的麥克風(fēng)信號被用于FIR濾波器的自適 應(yīng)，如子帶FIR濾波器更新環(huán)路6208所示。FIR濾波器的自適應(yīng)與圖 5中的相同。如同在圖5中，濾波器抽頭多路器6214和FIR模型綜合濾波器 6304計算全帶響應(yīng)濾波器復(fù)本6104。但是，僅使用估計的子帶FIR濾 波器響應(yīng)的早部分來計算該復(fù)本，并且該全帶復(fù)本僅代表該聲學(xué)響應(yīng) 的早部分。因此，全帶FIR濾波器復(fù)本6104較之圖5中的復(fù)本短很多。 全帶參考信號6101通過該濾波器，輸出反轉(zhuǎn)的全帶早回聲估計6108。另外，反轉(zhuǎn)的子帶遲回聲估計通過遲回聲綜合濾波器6303，形成 反轉(zhuǎn)的全帶遲回聲估計6109。注意，是遲回聲估計而不是回聲降低信 號(如在圖4中)通過綜合濾波器。為了平衡經(jīng)過分析濾波器和綜合 濾波器的延遲，恰好在綜合濾波器6303之后需要延遲調(diào)整6110。全帶早回聲估計6104和全帶遲回聲估計6109相加，形成全帶回 聲估計6105。該全帶回聲估計被添加到回聲未消的麥克風(fēng)信號6106， 輸出回聲已消的麥克風(fēng)信號。基本上，第二實施例的方法使用全帶FIR濾波器僅估計回聲的最 早部分，而使得由于某種原因延遲的回聲的遲部分能夠通過子帶結(jié)構(gòu) 所引入的固有延遲來進行計算，無需引入麥克風(fēng)信號路徑上的任何算 法延遲。由于全帶早響應(yīng)濾波器復(fù)本較之圖5中的復(fù)本短很多，因此降低 了復(fù)雜度。可用于早回聲和遲回聲的濾波器抽頭的數(shù)量取決于分析和綜合濾 波器的設(shè)計。根據(jù)這種設(shè)計，在來自全帶FIR濾波器和來自子帶遲回 聲模型的回聲估計貢獻之間可能有某些重疊。作為一個例子，假定分析和綜合濾波器引入40ms的算法延遲，而系統(tǒng)需要去除250ms的尾長。 通常，早回聲全帶FIR濾波器需要比40ms的延遲略長。由全帶濾波器 單獨消除最早的40ms，由全帶FIR濾波器和遲回聲估計共同消除接下 來的如10ms，而由遲回聲估計單獨消除最后的200ms。在該例子中， 較之圖5所示的實施例，全帶濾波器處理能力要求降低80%。凈改進 沒有這么大，因需要另外的綜合濾波器。但是，較之第一實施例，對 于全帶濾波器的相同更新間隔，由于必須通過的抽頭集較少，可降低 FIR模型綜合濾波器的計算復(fù)雜度。本發(fā)明結(jié)合了全帶回聲消除器和子帶回聲消除器的優(yōu)點，而沒有 引入缺點。利用本發(fā)明，在麥克風(fēng)路徑上只有零算法延遲，這是全帶消除器 的情形，克服了子帶消除器的固有延遲。另外，自適應(yīng)/收斂速度等于子帶回聲消除器，因自適應(yīng)是在子帶 上執(zhí)行，克服了全帶回聲消除器的低收斂速度，尤其對于說話和自然 信號。最后，本發(fā)明僅需要低計算復(fù)雜度，接近子帶回聲消除器，克服 了全帶消除器的高計算復(fù)雜度。
權(quán)利要求
1.一種音頻回聲消除器，適于通過添加反轉(zhuǎn)的回聲估計信號(5105)根據(jù)添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)提供回聲削減的輸出信號(5107)，所述添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)由近端音頻信號和源于遠(yuǎn)端音頻信號(5101)的回聲信號組成，所述反轉(zhuǎn)的回聲估計(5105)通過利用全帶FIR濾波器(5104)濾波所述遠(yuǎn)端音頻信號(5101)而生成，所述全帶FIR濾波器(5104)包括全帶濾波器抽頭集，其特征在于第一分析濾波器(5301)，被構(gòu)造成把所述遠(yuǎn)端音頻信號(5101)劃分成多個子帶參考信號(5203)；第二分析濾波器，被構(gòu)造成把所述添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)劃分成多個添加了子帶回聲的麥克風(fēng)信號(5206)；多個子帶FIR濾波器，包括相應(yīng)的子帶濾波器抽頭集，構(gòu)造每個子帶FIR濾波器用于濾波相關(guān)聯(lián)的子帶參考信號(5203)，并輸出反轉(zhuǎn)的子帶回聲估計(5205)用來添加到相關(guān)聯(lián)的添加了子帶回聲的麥克風(fēng)信號(5206)以提供子帶回聲削減的反饋信號(5207)，利用所述子帶回聲削減的反饋信號(5207)更新相關(guān)聯(lián)的子帶濾波器抽頭集；以及第一綜合濾波器，被構(gòu)造成用于把來自所述的子帶濾波器抽頭集的對應(yīng)子帶濾波器抽頭合并到要傳遞至所述全帶FIR濾波器(5104)的對應(yīng)全帶濾波器抽頭。
2. 如權(quán)利要求l所述的音頻回聲消除器，其特征在于所述第一綜 合濾波器被構(gòu)造成把次序0 (m-l)的對應(yīng)子帶濾波器抽頭合并至用于所 述全帶FIR濾波器(6104)的相應(yīng)全帶濾波器抽頭，生成反轉(zhuǎn)的回聲 估計(6105)的早部分(6108)，并且根據(jù)相關(guān)聯(lián)的子帶FIR濾波器 的m n次序的子帶濾波器抽頭分別計算的遲子帶回聲估計(6209)在 第二綜合濾波器中合并，以提供所述反轉(zhuǎn)的回聲估計的(6105)的遲 部分(6109)。
3. 如權(quán)利要求2所述的音頻回聲消除器，其特征在于延遲調(diào)整單 元被構(gòu)造成用于把所述的反轉(zhuǎn)的回聲估計(6105)的遲部分(6109) 的延遲調(diào)整到所述的反轉(zhuǎn)的回聲估計(6105)的早部分(6108)的延 遲。
4. 如權(quán)利要求1~3中任意一項所述的音頻回聲消除器，其特征在 于多個多路器，每個子帶一個，被構(gòu)造成從所述子帶濾波器抽頭集 中連續(xù)選擇當(dāng)前對應(yīng)的子帶濾波器抽頭，用于在所述第一綜合濾波器 中合并。
5. —種用于音頻回聲消除器的方法，所述音頻回聲消除器適于通 過添加反轉(zhuǎn)的回聲估計信號(5105)根據(jù)添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)提供回聲削減的輸出信號(5107)，所述添加了回聲的麥克 風(fēng)信號(5106)由近端音頻信號和源于遠(yuǎn)端音頻信號(5101)的回聲 信號組成，所述反轉(zhuǎn)的回聲估計(5105)通過利用全帶FIR濾波器(5104) 濾波所述遠(yuǎn)端音頻信號(5101)而生成，所述全帶FIR濾波器(5104) 包括全帶濾波器抽頭集，其特征在于用第一分析濾波器(5301)把所述遠(yuǎn)端音頻信號(5101)劃分成 多個子帶參考信號(5203);用第二分析濾波器把所述添加了回聲的麥克風(fēng)信號(5106)劃分 成多個添加了子帶回聲的麥克風(fēng)信號(5206);通過濾波相關(guān)聯(lián)的子帶參考信號(5203),用包括相應(yīng)子帶濾波 器抽頭集的多個子帶FIR濾波器的每相應(yīng)一個生成反轉(zhuǎn)的子帶回聲估 計(5205);把所述反轉(zhuǎn)的子帶回聲估計(5205)分別添加到相關(guān)聯(lián)的添加了 子帶回聲的麥克風(fēng)信號(5206)，以提供子帶回聲削減的反饋信號 (5207);利用所述子帶回聲削減的反饋信號(5207)更新相關(guān)聯(lián)的子帶濾 波器抽頭集；用第一綜合濾波器把來自所述子帶濾波器抽頭集的對應(yīng)子帶濾波 器抽頭合并到對應(yīng)的全帶濾波器抽頭；把對應(yīng)全帶濾波器抽頭傳遞至所述全帶FIR濾波器(5104)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述合并的步驟進一步包括僅把0 (m-l)次序的對應(yīng)子帶濾波器抽頭合并到用于所述全帶FIR 濾波器(6104)的相應(yīng)全帶濾波器抽頭，用所述全帶FIR濾波器(6104)生成所述反轉(zhuǎn)的回聲估計(6105) 的早部分(6108)，根據(jù)相關(guān)聯(lián)的子帶FIR濾波器的m n次序的子帶濾波器抽頭來計 算相應(yīng)的遲子帶回聲估計(6209)，用第二綜合濾波器來合并所述遲子帶回聲估計(6209)以提供所 述反轉(zhuǎn)的回聲估計(6105)的遲部分(6109)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于用延遲調(diào)整單元把所述 的反轉(zhuǎn)回聲估計(6105)的遲部分的延遲調(diào)整至所述的反轉(zhuǎn)回聲估計(6105)的早部分(6108)的延遲。
8. 如權(quán)利要求5 7中任意一項所述的方法，其特征在于在每個子 帶中從所述的子帶濾波器抽頭集中連續(xù)選擇當(dāng)前對應(yīng)的子帶濾波器抽 頭，用于在所述第一綜合濾波器中合并。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種音頻回聲消除器，適于通過添加反轉(zhuǎn)的回聲估計而根據(jù)添加了回聲的麥克風(fēng)信號提供回聲削減的輸出信號，所述添加了回聲的麥克風(fēng)信號由近端音頻信號和源于遠(yuǎn)端音頻信號的回聲信號組成，所述反轉(zhuǎn)的回聲估計通過利用全帶FIR濾波器來過濾所述遠(yuǎn)端音頻信號而生成，所述全帶FIR濾波器包括一組全帶濾波器抽頭，這些抽頭根據(jù)子帶濾波器抽頭產(chǎn)生。
文檔編號H03HGK101223767SQ200680025612
公開日2008年7月16日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者特呂格弗·弗雷德里克·馬爾通 申請人:坦德伯格電信公司