专利名称：一种回波抵消器及回波抵消方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域中声学回波消除的方法，一种回波抵消器及回波抵消方法。
背景技术：
随着无线通信技术的飞速发展，人们对语音通信的质量及舒适性提出了更高的要求，其中，舒适自然的免提对话环境正成为人们日益增长的需求。然而回波的存在影响了通信质量，严重时可能使通信系统无法正常工作。因此，必须采取有效措施来抑制回波，消除其影响，才能提高语音通信质量。回波抵消器一般采用自适应回波抵消方法。自适应滤波器通过对声回授通道的冲击响应的辨识，产生出同回声相同的信号，再从近端话音和回声的混合信号中减去回声信号，来达到回声对消的目的。这样既可以保证对话音质量影响最小，又使得回声得到最大的抑制。自适应回波对消技术的最大特点就是不限制声回授通道所在的空间，不论内部空间尺寸如何，不论其内部陈设如何，也不论讲话者所处位置，它都会自动地跟踪房间声学特性的变化，最大限度地抑制由声回授引起的回声乃至嘯叫。因此，对驾驶舱或室内LRM系统通道的声回授特性的快速自动辨识及跟踪是声回波对消的关键。然而，在实际通信情况下存在双端通话和路径突变等现象，这些现象都会影响自适应滤波器的收敛性能，导致回波不能有效地得到消除。回波抵消器中路径改变检测模块和双端检测模块性能的优劣直接影响了回波抑制的效果。在检测到双端通话模式时，需要控制自适应滤波器停止系数更新，否则误差信号的突增将导致自适应滤波器发散；在路径突变时需要重启滤波器，以便能快速跟踪路径变化，更好的消除回波。传统的双端检测模块一般采用Geigel法和相关性检测法。Geigel法复杂度低易于实现，但是门限的确定十分困难，并且在噪声环境下的效果较差，而相关检测法主要依靠对近端和远端语音的检测，当噪声较大或者路径突变时会造成滤波器的性能恶化。传统的路径探测模块采用主从滤波器结构，加入的辅助滤波器一般为全长为128ms的窗，用来覆盖整个回波路径，但是，这种方法的花销与复杂度都很大。同时在路径改变之后，回波也发生改变，使得原本性能良好的双端检测方法因门限失效性能恶化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种回波抵消器及回波抵消方法，能够在初始化阶段达到很好的收敛效果和双端通话效果。为解决上述技术问题，本发明的一种回波抵消器，包括:自适应滤波器、语音信号探测部、路径改变探测部和随机序列发送部，其中:所述随机序列发送部，用于在建立起通话链路时，向扬声器发送随机序列，所述随机序列经回波路径和麦克风形成回波信号，传送到所述自适应滤波器，对所述自适应滤波器进行初始化；
所述自适应滤波器，用于采用所述随机序列形成的回波信号进行训练，将训练得到的系数存储为初始系数，对近端信号进行回波信号的消除；所述语音信号探测部，用于检测通话状态，根据通话状态控制所述自适应滤波器，并根据通话状态控制所述路径改变探测部的启动；所述路径改变探测部，用于检测回波路径是否发生改变，根据回波路径是否发生改变控制所述自适应滤波器。进一步地，所述语音信号探测部包括:检测门限初始化单元，其中:所述检测门限初始化单元，用于在建立起通话链路时，存储所述近端信号，采用所存储的近端信号估计语音检测门限的初始值。进一步地，所述检测门限初始化单元，具体用于采用ThresholdO = K.E(v2)计算语音检测门限的初始值，其中，ThresholdO为语音检测门限的初始值，K为语音门限估计增
益，
权利要求
1.一种回波抵消器，其特征在于，包括:自适应滤波器、语音信号探测部、路径改变探测部和随机序列发送部，其中: 所述随机序列发送部，用于在建立起通话链路时，向扬声器发送随机序列，所述随机序列经回波路径和麦克风形成回波信号，传送到所述自适应滤波器，对所述自适应滤波器进行初始化； 所述自适应滤波器，用于采用所述随机序列形成的回波信号进行训练，将训练得到的系数存储为初始系数，对近端信号进行回波信号的消除； 所述语音信号探测部，用于检测通话状态，根据通话状态控制所述自适应滤波器，并根据通话状态控制所述路径改变探测部的启动； 所述路径改变探测部，用于检测回波路径是否发生改变，根据回波路径是否发生改变控制所述自适应滤波器。
2.如权利要求1所述的回波抵消器，其特征在于，所述语音信号探测部包括:检测门限初始化单元，其中: 所述检测门限初始化单元，用于在建立起通话链路时，存储所述近端信号，采用所存储的近端信号估计语音检测门限的初始值。
3.如权利要求2所述的回波抵消器，其特征在于: 所述检测门限初始化单元，具体用于采用ThresholdO = K.E(v2)计算语音检测门限的初始值，其中，ThresholdO为语音检测门限的初始值，K为语音门限估计增益，
4.如权利要求3所述的回波抵消器，其特征在于，所述语音信号探测部还包括:近端语音判断单元、远端语音判断单元和控制信号发送单元，其中: 所述近端语音判断单元，用于在dl (η)2 > Threshold时对计数器C (η)加I,在
5.如权利要求4所述的回波抵消器，其特征在于: 所述第一近端语音检测门限和第一远端语音检测门限的初始值为所述语音检测门限的初始值，并且，所述第一近端语音检测门限与所述第一远端语音检测门限相等，所述第二近端语音检测门限与所述第二远端语音检测门限相等。
6.如权利要求4所述的回波抵消器，其特征在于，所述语音信号探测部还包括:相关性计算单元和门限改变控制单元，其中: 所述相关性计算单元，用于接收路径改变探测部发送的路径改变探测结果，在回波路径发生改变时，计算近端信号与远端语音信号的相关性，当相关性大于相关性比较门限时，确定所述近端信号中无近端语音信号，并检查所述近端语音判断单元的判断结果，在所述判断结果为存在近端语音信号时，确定第一近端语音检测门限失效； 所述门限改变控制单元，用于在第一近端语音检测门限失效时，判断是否存在
7.如权利要求3所述的回波抵消器，其特征在于，所述语音信号探测部包括:近端语音判断单元； 所述近端语音判断单元，用于在
8.如权利要求1所述的回波抵消器，其特征在于，所述路径改变探测部包括:自适应滤波器性能计算单元、第二自适应滤波器性能计算单元和性能比较单元，其中: 所述自适应滤波器性能计算单元，用于按照
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述随机序列与语音信号不相关。
10.一种回波抵消方法，其特征在于，包括: 随机序列发送部在建立起通话链路时，向扬声器发送随机序列，所述随机序列经回波路径和麦克风形成回波信号，传送到自适应滤波器，对所述自适应滤波器进行初始化； 自适应滤波器采用所述随机序列形成的回波信号进行训练，将训练得到的系数存储为初始系数，对近端信号进行回波信号的消除； 语音信号探测部检测通话状态，根据通话状态控制所述自适应滤波器，并根据通话状态控制路径改变探测部的启动； 所述路径改变探测部检测回波路径是否发生改变，根据回波路径是否发生改变控制所述自适应滤波器。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括: 所述语音信号探测部在建立起通话链路时，存储所述近端信号，采用所存储的近端信号估计语音检测门限的初始值。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述采用所存储的近端信号估计语音检测门限的初始值，包括: 所述语音信号探测部采用ThresholdO = K.Ε(ν2)计算语音检测门限的初始值，其中，ThresholdO为语音检测门限的初始值，K为语音门限估计增益，
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述语音信号探测部根据通话状态控制所述自适应滤波器，并根据通话状态控制路径改变探测部的启动，包括: 所述语音信号探测部在通话状态为近端通话或静音时，关闭所述自适应滤波器；在通话状态为双端通话时，锁定所述自适应滤波器；在通话状态为远端通话时，控制所述路径改变探测部启动。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述路径改变探测部根据回波路径是否发生改变控制所述自适应滤波器，包括: 所述路径改变探测部在发生路径突变时，重启所述自适应滤波器；在未发生路径突变时，正常更新所述自适应滤波器。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括: 所述路径改变探测部在发生路径突变时，还将路径改变探测结果发送给所述语音信号探测部; 所述语音信号探测部在回波路径发生改变时，判断语音检测门限是否失效，在所述语音检测门限失效时，重新确定所述语音检测门限。
全文摘要
本发明公开了一种回波抵消器及回波抵消方法，包括自适应滤波器、语音信号探测部、路径改变探测部和随机序列发送部，其中随机序列发送部，用于在建立起通话链路时，向扬声器发送随机序列，随机序列经回波路径和麦克风形成回波信号，传送到自适应滤波器，对自适应滤波器进行初始化；自适应滤波器，用于采用随机序列形成的回波信号进行训练，将训练得到的系数存储为初始系数，对近端信号进行回波信号的消除；语音信号探测部，用于检测通话状态，根据通话状态控制自适应滤波器，并根据通话状态控制路径改变探测部的启动；路径改变探测部，用于检测回波路径是否发生改变，根据回波路径是否发生改变控制自适应滤波器。
文档编号H04M9/08GK103179296SQ20111044219
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者薛涛, 孙焘, 刘冬梅, 王进军, 张琦, 王霞 申请人:中兴通讯股份有限公司