专利名称：音响回波消除器和音响回波消除方法
技术领域：
本发明涉及一种用于根据安装环境等除去混响回波和从收集的声音信号中除去 包含稳态噪声的音响回波的音响回波消除器和音响回波消除方法。
背景技术：
迄今，由于在一个外壳中安装有扬声器单元和麦克风的音频会议装置中，扬声器 单元和麦克风彼此靠近等原因，所以很容易发生音响回波。因此，设计了各种用于除去这种 音响回波的回波消除设备。例如，专利文献1披露了一种回波消除装置，其包括具有自适应 滤波器和用于通过在频域上进行计算来抑制回波的回波抑制部分的回波消除器。引用列表专利文献专利文献1 日本专利第3420705号然而，专利文献1中的回波消除装置难于有效地除去回波消除器本质上不能处理 的混响回波和稳态噪声，因为回波抑制处理是通过回波消除器使用自适应滤波器和根据基 于在由回波消除器估计的每个定时处的伪回波信号频谱的频域执行的。另外，混响回波的 基本特性会根据回波消除装置所安装到的会议设备的安装情形等而变化。因此，除非使用 对所述情形响应的适当运算(运算式等)，否则就不能有效地除去回波，另外还会产生额外 的回波。
发明内容
因此，本发明的一个目的是实现一种音响回波消除器和一种音响回波消除方法， 其能有效除去仅通过使用自适应滤波器的回波消除器不能完全除去的回波和噪声，另外还 能适当地除去取决于安装环境的混响回波。解决问题的技术方案本发明涉及一种用于除去收集声音信号中包含的除了目标声音之外任何其它声 音的音响回波消除器和回波消除方法。根据本发明的回波消除器包括自适应滤波器、第一 差部分、干扰频谱估计部分和第二差部分。所述自适应滤波器根据声音发射声音信号产生 伪回波声音信号。所述第一差部分从所述收集的声音信号中减去所述伪回波声音信号以产 生第一调整声音信号。所述干扰频谱估计部分参考伪回波声音信号的频谱和基于安装环境 的音频环境参数来估计第一调整声音信号中包含的干扰频谱。所述第二差部分从第一调整 声音信号的频谱中减去所述干扰频谱并输出所述相减的结果。在这种构成中，通过自适应滤波器产生所述伪回波声音信号，并且估计自适应滤 波器不能完全处理的干扰回波的频谱。本发明的音响回波消除器首先从通过声音收集部分 收集的声音信号中减去所述伪音响声音信号，由此参考信号的线性分量执行第一阶段的回 波消除。另外，所述音响回波消除器从进行了第一阶段的回波消除之后的信号的频谱中减 去所述干扰回波的频谱，由此执行第二阶段的回波消除。此时，使用伪回波声音信号的频谱和基于安装环境的音频环境参数来估计干扰回波的频谱。以这种方式，组合使用伪回波声 音信号和音频环境参数，就能适当估计响应于音频环境变化并且不能使用伪回波声音信号 完全除去的混响回波分量。本发明的音响回波消除器还包括一个音频环境参数设置部分。该音频环境参数设 置部分根据所述自适应滤波器的滤波器系数设置音频环境参数。在这种构成中，自适应滤波器的时域中的系数对应于扬声器单元和麦克风之间的 脉冲响应。因此，包络特性被检测，于是就获得了回波声音的长度和等级，并获得了音频环 境参数。也就是，取决于安装位置的音频环境参数在没有操作者手动输入的情况下被自动 设置。本发明的音响回波消除器还包括一个状态确定部分。所述状态确定部分根据所述 声音发射声音信号和第一调整声音信号确定发射和收集的声音的状态，并将状态确定结果 提供给音频环境参数设置部分。当音频环境参数设置部分从状态确定部分获得一个无声状 态的确定结果时，音频环境参数设置部分执行音频环境参数的设置处理。在这种构成中，状态确定部分鉴别无声状态、只有声音发射的状态、只有声音收集 的状态、和存在声音发射和声音获取的状态(W讲话状态)。在无声状态中，进行上述的根据 脉冲响应的音频环境参数设置。因此，能够精确地收集基于脉冲响应的混响。本发明的音响回波消除器包括一个频段分割部分和一个衰减器。所述频段分割部 分将所述收集的声音信号分割成低频段分量和高频段分量，并将所述收集的声音信号的低 频段分量输出给第一差部分。所述衰减器响应状态确定的结果而对从频段分割部分输出的 收集声音信号的高频段分量进行衰减。在这种构成中，所述收集的声音信号被分割成低频段分量和高频段分量，并且仅 对低频段分量执行上述的处理，从而关于回波消除处理和回波除去处理的计算负荷被降 低，并且加速也是可能的。此处，由人产生的声音信号的高频段分量的等级与低频段分量的 等级相比较小。另外，本质上被反射和反馈给麦克风的高频段分量的等级与低频段分量的 等级相比较小。因此，如果简单地通过衰减器仅对高频段分量执行衰减处理，则对声音质量 的影响较小。也就是，在保持预定的声音质量的同时能够更加有效地执行上述的高效回波 消除和回波去除。本发明的音响回波消除器的干扰频谱估计部分包括一个回波频谱估计部分和一 个噪音频谱估计部分。所述回波频谱估计部分根据伪回波声音信号的频谱和音频环境参数 来估计混响回波频谱。所述噪音频谱估计部分根据第一调整声音信号的频谱来估计稳态噪 音频谱。在这种构成中，干扰频谱被分割成基于回波声音(混响声音)的回波频谱、和基于 除了用于估计的回波声音之外的背景噪音的稳态噪音的噪音频谱。因此，干扰频谱响应于 所述因素而被更加适当地估计，使得回波消除被更加有效地执行。根据本发明一个实施例的一种用于除去收集的声音信号中包含的除了目标声音 之外的任何其它声音的音响回波消除方法包括下列步骤根据声音发射声音信号产生伪回波声音信号；从所述收集的声音信号中减去所述伪回波声音信号以产生第一调整声音信号；参考伪回波声音信号的频谱和基于安装环境的音频环境参数来估计第一调整声音信号中包含的干扰频谱；和从第一调整声音信号的频谱中减去所述干扰频谱并输出所述相减的结果。发明的有益效果根据本发明，包含仅用使用自适应滤波器的回波消除器不能完全除去的混响回波 的干扰回波可被精确地估计，并且能够以较高的精度除去该干扰回波。因此，使用自适应滤 波器的第一调整和基于干扰回波除去的第二调整被执行，并且能够更加清楚地输出自身设 备侧上的说话者的讲话声音。
图1为表示根据第一实施例的音响回波消除器的主要结构的方框图。图2表示图1中所示的音响回波消除器的状态确定和学习处理的确定概念。图3表示更新系数β的设置概念。图4表示从扬声器单元到麦克风的脉冲响应信号的包络特性。图5表示回波抑制器40的衰减量。图6为表示根据另一种构成的音响回波消除器的主要构成的方框图。
具体实施例方式下面将参照
根据本发明第一实施例的音响回波消除器。在下面的说明 中，时域中的信号具有后缀“t”，而频域中的信号具有后缀“η”。图1为表示本实施例的音响回波消除器的主要部件的示意构成的方框图。如图1所示，回波消除器1包括扬声器单元SP、麦克风MIC、状态确定部分10、控制 单元11、操作部分12、显示器13、音频环境检测部分14、自适应滤波器20、干扰频谱估计部 分30、回波抑制器40、频段分割部分50、与本发明的第一差部分相对应的加法器60、与本发 明的第二差部分相对应的加法器70，以及加法器80。状态确定部分10根据声音发射声音信号FEt、收集声音信号的低频段分量NLEt和 具有第一调整低频段分量的声音信号NLE’ t的声级来检测“声音发射和声音获取都存在的 状态(W谈话状态)”、“只有声音发射声音信号的声音发射存在的状态”、“存在收集声音信 号而不具有声音发射的状态”或“声音发射和声音获取都不存在的状态(无声状态)”中的 任何一种，并将检测状态发送给自适应滤波器20、干扰频谱估计部分30、回波抑制器40和 音频环境检测部分14。图2表示图1中所示的状态确定部分10的状态确定的确定概念和 学习处理。具体的，如果状态确定部分10检测到所有的声音发射声音信号FEt、收集声音信 号的低频段分量NLEt和具有第一调整低频段分量的声音信号NLE’ t都处于等于或大于一 个预设阈值的等级，那么状态确定部分10确定声音发射和说话者演讲都被执行，并确定为 “W谈话状态”。如果声音发射声音信号FEt处于大于等于所述阈值的等级，而具有第一调整 低频段分量的声音信号NLE’ t小于所述阈值，则状态确定部分10确定为“只有声音发射声 音信号的声音发射存在”的状态。如果所述收集声音信号的低频段分量NLEt和具有第一调 整低频段分量的声音信号NLE’ t处于大于等于所述阈值的等级、而声音发射声音信号FEt 小于所述阈值，则状态确定部分10确定为“存在收集声音信号而不具有声音发射”的状态。另外，如果状态确定部分10检测所有的声音发射声音信号FEt、收集声音信号的低频段分 量NLEt和具有第一调整低频段分量的声音信号NLE’ t都小于所述阈值，那么状态确定部分 10确定为“无声”状态。控制单元11对音响回波消除器执行整体控制，包括电源控制、操作输入控制、显 示控制等。一旦从操作部分12或音频环境检测部分14接收到音频环境参数设置命令，控 制单元11将与特定音频环境参数相应的更新系数β提供给干扰频谱估计部分30的回波 频谱估计部分301。图3表示更新系数β的设置参数的概念的例子。例如，如图3所示，当 控制单元11获得“回波最小”的信息作为音频环境参数时，控制单元11将β = 1提供给 回波频谱估计部分301。当控制单元11获得“回波中等”的信息作为音频环境参数时，控制 单元11将β =0.6指定给回波频谱估计部分301。另外，当控制单元11获得“回波较大” 的信息作为音频环境参数时，控制单元11将β =0.2提供给回波频谱估计部分301。这里 所示的设置值仅仅是示例，并且可以根据设备规范和环境进行适当设置。所述更新系数β 可以以另外的多个步骤进行设置。操作部分12是与包含说话者的用户之间的用户接口，并且具有各种操作元件(未 示出)。一旦从用户接收到音频环境设置的操作输入，操作部分12将与所述输入音频环境 相应的音频环境参数设置命令输出给控制单元11。显示器13包括液晶显示器等的显示元件，并根据来自控制单元11的显示控制来 显示操作菜单等。用户通过使用操作部分12和显示器13进行手动输入来设置音频环境参数。也就 是，当从操作部分12接收到用户做出的音频环境参数的设置改变命令时，在显示器13上显 示用于设置音频环境参数(例如，“房间大小”和图3中所示的指示尺寸的“大”、“中”、“小”) 的屏幕。用户根据所述显示屏幕输入安装具有所述回波消除器1的设备的房间的大小。操 作部分12根据操作输入结果(例如，“回波最小”、“回波中等”和“回波较大”)给出一个音 频环境参数设置命令至控制单元11。如上所述，控制单元11将与所述音频环境参数相应的 更新系数β提供给回波频谱估计部分301。当音频环境检测部分14从状态确定部分10获得无声状态确定结果时，音频环境 检测部分14获取通过对响应于IFFT 141中的伪回波声音信号估计部分202的每个抽头 (tap)系数的脉冲响应执行反向傅立叶变换而提供的脉冲响应信号(图4中的SRim)，并检 测包络特性(图4中的CHen)。图4表示脉冲响应信号的包络特性；(A)表示当回波为最小 时的包络特性(CHenl) ； (B)表示当回波为中间值时的包络特性(CHen2) ； (C)表示当回波 为较大值时的包络特性(CHen3)。音频环境检测部分14检测包络波形CHen的幅度和衰减特性，由此获得混响回波 时间，并根据混响回波时间将音频环境参数设置命令提供给控制单元11。例如，如果所述 特性是由图4中的㈧指示的特性，并且回波时间为如图3中所示的“大致不存在”，则将 音频环境参数“回波最小”提供给控制单元11。如果所述特性是由图4中的(B)指示的特 性，并且回波时间为如图3中所示的“较短”，则将音频环境参数“回波中等”提供给控制单 元11。如果所述特性是由图4中的(C)指示的特性，并且回波时间为如图3中所示的“较 长”，则将音频环境参数“回波较大”提供给控制单元11。执行这种处理，由此在没有手动输 入音频环境参数的情况下而能够进行自动设置。另外，在每次检测到无声状态时执行所述处理，由此例如由用户数量变化或用户位置变化引起的音频环境变化也能被添加用于动态 改变音频环境参数。扬声器单元SP根据从外面输入的声音发射声音信号FEt发射声音。声音发射声 音信号(远端信号)FEt也被输入给FFT 911。作为快速傅立叶变换电路的FFT 911将时域函数的声音发射声音信号FEt变换成 频域函数的声音发射声音信号FEn，并将所述信号提供给自适应滤波器20。自适应滤波器20包括伪回波声音信号产生部分201和伪回波声音信号估计部分 202。伪回波声音信号产生部分201例如是由预定数量抽头组成的HR滤波器，并根据从伪 回波声音信号估计部分202给出的系数进行设置。伪回波声音信号产生部分201根据声音 发射声音信号FEn产生一个伪回波声音信号FE’n。所述产生的伪回波声音信号FE’n被输 入给干扰频谱估计部分30的回波频谱估计部分301。伪回波声音信号估计部分202使用LMS的自适应算法等、从稍后所述的具有第一 调整低频段分量的声音信号NLE’t的频谱(NLE’n)，估计伪回波声音信号FE’n。伪回波声 音信号估计部分202估计用于使伪回波声音信号产生部分201产生伪回波声音信号FE’ η 的系数(每个抽头的系数，即滤波器系数)，并将所述系数提供给伪回波声音信号产生部分 201。此时，只有当从状态确定部分10获得“只有声音发射声音信号的声音发射存在”的状 态信息时，伪回波声音信号估计部分202才通过上述的估计进行学习。这种估计、伪回波声 音信号FE’ η的产生、和学习在音响消除器1操作期间被重复。作为反向傅立叶变换电路的IFFT 921将频域函数的伪回波声音信号FE’n变换成 时域函数的伪回波声音信号FE’ t，并将所述变换的信号输出给加法器60。麦克风MIC从安装音响消除器1的位置的环境收集声音，并产生收集的声音信号 (近端信号)NEt。如果从扬声器单元SP发射声音，则收集的声音信号NEt包含回波声音的 分量，因为发射的声音根据安装环境而被反射。如果麦克风MIC环境中的演讲者讲话，则收 集的声音信号NEt包含说话者声音的分量。另外，如果由于会议室的安装环境等而存在对 于环境特有的稳态噪声，则收集的声音信号也包含稳态噪声的分量。频段分割部分50安装在麦克风MIC和加法器60之间。频段分割部分50将收集的 声音信号NEt分割成低频段分量NLEt和高频段分量NHEt。用于区分低频段和高频段的阈 值频率例如被设置为8kHz，并且将小于等于人类声音的主要分量SkHz的低频段分量NLEt 提供给加法器60。将高于8kHz的高频段分量Mffit提供给回波抑制器40。混响回波和稳 态噪声的主分量都是低频段并且因此几乎都包含在低频段分量NLEt中。加法器60从收集声音信号的低频段分量NLEt中减去伪回波声音信号FE’t，由此 产生并输出具有第一调整低频段分量的声音信号NLE’ t。因此，使用伪回波声音信号的自 适应回波消除处理就被执行作为第一阶段的调节。作为快速傅立叶变换电路的FFT 912将时域函数的具有第一调整低频段分量的 声音信号NLE’ t变换成频域函数的具有第一调整低频段分量的声音信号NLE’ η,并输出所 述变换的信号。具有第一调整低频段分量的声音信号NLE’ η的频谱S(NLE’ η)被输入给上 述的伪回波声音信号估计部分202和干扰频谱估计部分30的噪音频谱估计部分302。干扰频谱估计部分30包括回波频谱估计部分301和噪音频谱估计部分302。简单 的说，回波频谱估计部分301是用于估计不能仅由伪回波声音信号FE’n完全除去的回波分量的计算部分，而噪音频谱估计部分302是用于估计稳态噪声的计算部分。回波频谱估计部分301在每次取样定时时连续地获取伪回波声音信号FE’ η的频 谱S(FE’ n)，并暂时存储所述频谱。回波频谱估计部分301根据收集和存储的伪回波声音 信号FE' η的频谱S(FE，η)、先前(FE”n)估计的混响回波频谱S(FE，η)、和从控制单元11 提供的更新系数β估计此时(FE”n)的混响回波频谱S，并存储所述估计的混响回波频谱 S(FE，，n) 0例如，假设在一个取样定时N处的混响回波频谱是S (FE “ η (N)),在相同定时N处 的伪回波声音信号的频谱是S(FE’n(N))，并且紧挨着的前一个取样定时N-I处的混响回波 频谱是S(FE”n(N-l))。假设β是更新系数。在这种设置中，混响回波频谱S(FE”n(N))由下式表示，并计算为S(FE”n(N)) = (1_ β ) S (FE” η (Ν—Ι)) + β S (FE，η (N))
......算式(1)因此，混响回波频谱S(FE”n)是根据伪回波声音信号FE，η的频谱S(FE，η)估 计的，于是就能获得通过自适应滤波器20不能完全除去的混响回波的频谱。也就是，自适 应滤波器20由HR滤波器等构成，并且可由抽头等的数量的规范代表的伪回波声音信号 FE' en被限制。因此，在关于时间轴复原的情况下，伪回波声音信号FE’ t和实际音响反馈 声音之间会出现偏差。然而，混响回波在频率域中是从伪回波声音信号FE’en估计的，因此 可消除时间轴上的限制，并且能够估计使用伪回波声音信号FE’ t不能完全除去的混响回 波。另外，使用更新系数β，能够响应包括音响回波消除器1的设备的安装环境更加 适当的调整估计算法(上述的算式(1))。具体的，可适当的设置更新系数β，因此此时取 样定时N处的伪混响声音信号的频谱S(FE’ η(N))和在前一个取样定时N-I处的混响回波 的频谱S(FE”n(N-I))的相加时间处的等级比就被调整了。设置更新系数β使得随着回波 变小所述值变得较大，而随着回波变大所述值变得较小。因此，如果回波较小，更新系数β变得较大，并且通过算式(1)，此时在取样定时N 处的伪回波声音信号的频谱S(FE’n(N))将大大影响混响回波频谱S(FE" η(N))的估计值。 另一方面，如果回波较大，则更新系数β变得较小，并且在前一个取样定时N-I处的混响回 波的频谱S (FE"n (N-I))将大大影响在此时取样定时N处的混响回波频谱S (FE “ η (N))。这 意味着如果回波较小，则混响回波几乎没有剩余，并且因此仅使用此时的取样定时N处的 伪回波声音信号的频谱S(FE’ η(N))就能估计最小时间的部分。另一方面，如果回波较大， 则混响回波存在较长的时间，并且因此过去的部分使用前一个取样定时N-I处的混响回波 的频谱S(FE”η(N-I))就能进行估计。更新系数β被如此使用，因此就能响应于音频环境 以较好的精度估计混响回波频谱S (冊” η (N))。噪音频谱估计部分302顺序获取并暂时存储具有第一调整低频段分量NLE’n的声 音信号的频谱S(NLE’ η)。噪音频谱估计部分302根据一次以上获取和存储的具有第一调 整低频段分量NLE’ η的声音信号的频谱S (NLE’ η)估计噪音频谱S (NLE” η (N))。例如，假设在一个取样定时N处的噪音频谱是S (NLE"n (N))，在相同取样定时N处 的具有第一调整低频段分量的声音信号的频谱是S(NLE’ η(N)),以及在相邻前一个的取样 定时N-I处的具有第一调整低频段分量的声音信号的频谱是S (NLE’ η (N-I))。假设α和Y是常量。在这种设置中，噪音频谱S(NLE”η(N))由下式表示，并且计算为S (NLE，，η (N)) = α S (NLE，η (N_l)) + γ S (NLE，η (N))因此，噪音频谱S (NLE” η)是根据具有回波消除之后的信号的第一调整低频段分 量NLE’ η的声音信号的频谱估计的，于是就能估计除了回波之外的背景噪音等的稳态噪 音。此时，只有当从状态确定部分10获得“无声”状态的信息时，噪音频谱估计部分302才 通过上述的估计进行学习。这种估计和学习在音响回波消除器1操作期间也进行重复。加法器70是用于在频域中执行计算并从具有第一调整低频段分量NLE’ η的声音 信号的频谱S(NLE’ η)减去混响回波频谱S(FE”n)和噪音频谱S(NLE”η)的加法器，由此 产生并输出具有第二调整低频段分量S(NLOn)的声音信号。执行所述处理使得所述各频谱 彼此同步。也就是，这里提及的同步是使用在相同取样定时处形成的频谱执行的计算。例 如，在取样定时N的情况下，意味着执行S(NLOn(N)) =S(NLE'η(N))-S(FE"η(N))-S(NLE"η (N))的计算处理。因此，在一个不同的系统中通过作为在第二阶段的调整的自适应回波消 除就除去了混响回波和稳态噪音。作为反向快速傅里叶变换电路的IFFT 922将具有频域函数的第二调整低频段分 量NLOn的声音信号变换成具有时域函数的第二调整低频段分量NLOt的声音信号，并将所 述变换的信号输出给加法器80。回波抑制器40包括衰减器401和延迟电路402。衰减器401根据来自状态确定部 分10的状态确定结果调整收集的声音信号NEt的高频段分量NHEt的衰减量，并输出已经 进行衰减处理的高频段分量NHE’ t。图5表示回波抑制器40的衰减器401的衰减量当衰减器401获得“只有声音发射声音信号的声音发射存在”的状态或“无声”状 态的确定结果时，衰减器401将衰减量设置为无穷大，即禁闭高频段分量NHEt (NHE’t = 0)。 当只有声音发射声音信号存在时或在无声状态下，不包含谈话者的声音，并且因此高频段 分量可被禁闭，并且能够更加可靠地除去作为高频段分量存在的回波和稳态噪音。当衰减器401获得“存在收集声音信号而不具有声音发射”的状态信息时，衰减器 401将衰减量设置为“0”，即允许高频段分量NHEt在没有衰减的情况下(NHE’t = NHEt)通 过。因此，当只有收集的声音信号存在时，高频段分量受讲话声音的支配，并且因此不对其 进行衰减，因此能够更加精确地输出讲话声音。另外，当衰减器401获得“W谈话”状态的信息时，衰减器401将衰减量设置为一个 预定值。在W谈话时间处，将要除去的声音发射声音信号FEt的分量和讲话声音分量混合， 并且由此衰减量被设置为衰减量的量度。因此，虽然略微牺牲了讲话声音，但由声音发射声 音信号FEt引起的回波分量可被衰减。从衰减器401输出的已经进行衰减处理的高频段分量NHE’ t被输入给延迟电路 402。延迟电路402执行延迟处理，以便进行时间同步，并将其处理计算能够以高速容易的 执行的高频段分量NHEt (NHE’ t)与进行了上述的回波抵消和回波消除处理的具有第二调 整低频段分量NLOt的声音信号相加。随着延迟处理被执行，已经进行延迟衰减处理的高频 段分量NHE” t被产生并提供给加法器80。加法器80将具有第二调整低频段分量NLOt的声音信号和与信号NLOt时间同步的已经进行延迟衰减处理的高频段分量NHE” t相加，以产生输出声音信号NO’ t，并将所述 信号输出到外面。采用所述构成并执行所述处理，使得仅用自适应滤波器通过执行回波消除处理不 能完全除去的混响回波和稳态噪音能够以良好的精度有效地除去。此时，房间等的安装环 境中的混响回波等的音频环境被检测，并使用响应于音频环境的估计运算获得混响回波频 谱，使得混响回波能够以更高的精度被除去。另外，只对低频段分量进行回波消除和回波除去处理，而对高频段分量进行衰减 处理，由此能够减少处理计算量。此时，如果对高频段分量不执行上述的回波消除和回波除 去处理，那么低频段分量和高频段分量中存在的人声的主要分量包括与低频段分量相比少 量以混响方式反馈的量，从而能够抑制声音质量降低。另外，如上所述对于每个声音发射和 获取状态改变衰减量，由此能够更可靠的除去回波，并能抑制讲话声音的声音质量的降低。在上面给出的说明中，自适应滤波器是例如通过频域计算实现的，但也可以使用 基于时域的自适应滤波器。在上面给出的说明中，状态确定例如是仅根据状态确定部分10中的信号等级执 行的，但也可根据信号的相关性来执行。在上面给出的说明中，音响回波消除器例如包括扬声器单元和麦克风，但可以包 括至扬声器单元等的声音发射元件的输出终端，和从麦克风等的声音收集元件的输入终 端，并且所述声音发射元件和声音收集元件可以是分开的主体。在上面给出的说明中，状态确定结果例如被从状态确定部分10提供给每个部分， 但状态确定部分10可存储每个部分学习定时的条件，并且可将学习定时从状态确定部分 10提供给每个部分。在上面的说明中，所收集的声音信号例如被分割成低频段分量和高频段分量。可 选择的，如图6所示，当在没有分割所述信号的情况下执行回波消除处理和回波除去处理 时，也能获得上述的功能和效果。在上面给出的说明中，干扰频谱估计部分例如包括回波频谱估计部分和噪音频谱 估计部分，但可选择的，当仅包括回波频谱估计部分时，能够以较高的精度除去混响回波。参考标记列表1-音响回波消除器；10-状态确定部分；11-控制单元；12-操作部分；13-显示器； 14-音频环境检测部分；20-自适应滤波器；201-伪回波声音信号产生部分；202-伪回波声 音信号估计部分；30-干扰频谱估计部分；301-回波频谱估计部分；302-噪音频谱估计部 分；40-回波抑制器；401-衰减器；402-延迟电路；50-频段分割部分；60,70,80-加法器； 900-频域计算部分；911、912-FFT计算部分；921、922、141-IFFT计算部分；SP-扬声器单 元；MIC-麦克风。
权利要求
1.一种音响回波消除器，用于除去收集的声音信号中包含的除了目标声音之外的任何 其它声音，所述音响回波消除器包括自适应滤波器，适于根据声音发射声音信号产生伪回波声音信号；第一差部分，适于从所述收集的声音信号中减去所述伪回波声音信号以产生第一调整声音信号；干扰频谱估计部分，适于参考伪回波声音信号的频谱和基于安装环境的音频环境参数 来估计第一调整声音信号中包含的干扰频谱；和第二差部分，适于从第一调整声音信号的频谱中减去所述干扰频谱，并输出所述相减 的结果。
2.如权利要求1所述的音响回波消除器，包括音频环境参数设置部分，用于根据所述 自适应滤波器的滤波器系数设置音频环境参数。
3.如权利要求2所述的音响回波消除器，包括状态确定部分，适于根据所述声音发射 声音信号和第一调整声音信号确定发射的声音和收集的声音的状态，并将一个状态确定结 果提供给音频环境参数设置部分，其中当音频环境参数设置部分从状态确定部分获得无声状态的确定结果时，音频环境参数 设置部分执行音频环境参数的设置处理。
4.如权利要求3所述的音响回波消除器，包括频段分割部分，适于将所述收集的声音信号分割成低频段分量和高频段分量，并将所 述收集的声音信号的低频段分量输出给第一差部分；和衰减器，适于响应状态确定的结果对从频段分割部分输出的收集的声音信号的高频段 分量进行衰减。
5.如权利要求1至4之一所述的音响回波消除器，其中所述干扰频谱估计部分包括回波频谱估计部分，适于根据伪回波声音信号的频谱和音频环境参数来估计混响回波 频谱；和噪音频谱估计部分，适于根据第一调整声音信号的频谱来估计稳态噪音。
6.一种音响回波消除方法，用于除去收集的声音信号中包含的除了目标声音之外的任 何其它声音，所述音响回波消除方法包括下列步骤根据声音发射声音信号产生伪回波声音信号；从所述收集的声音信号中减去所述伪回波声音信号以产生第一调整声音信号；参考伪回波声音信号的频谱和基于安装环境的音频环境参数来估计第一调整声音信 号中包含的干扰频谱；和从第一调整声音信号的频谱中减去所述干扰频谱并输出所述相减的结果。
全文摘要
自适应滤波器根据声音发射声音信号产生伪回波声音信号。加法器从声音收集音频信号的低频段分量减去所述伪回波声音信号，由此产生低频段分量第一补偿音频信号。回波频谱估计部分从此时的伪回波声音信号的频谱、先前混响回波的频谱和基于音频环境的更新系数来估计/计算此时的混响回波的频谱。加法器从所述低频段分量第一补偿音频信号的频谱中减去所述混响回波的频谱和稳态噪音的频谱。
文档编号H04B3/23GK102047689SQ20098012047
公开日2011年5月4日 申请日期2009年6月2日 优先权日2008年6月2日
发明者田中良, 石桥利晃 申请人:雅马哈株式会社