用于动态调谐回音消除器的增益控制系统及方法_2

文档序号:9263617阅读:来源:国知局
远端信号的信号能量未超过预定阈值,则 不计算所述比率,直到所述远端信号的信号能量被发现超出所述预定阈值。
[0034]所述回音控制器可以包括自适应滤波器,该自适应滤波器被设置成根据所述第二 远端信号生成所述对回音的估计,并且所述方法可以包括以下步骤:保持所述由自适应滤 波器进行的自适应的计数。
[0035]所述方法可以包括以下步骤:在计算所述比率之前,检查所述计数是否超出预定 阈值。
[0036]所述方法可以包括以下步骤:如果所述计数未超出所述预定阈值,则不计算所述 比率,直到所述计数被发现超出所述预定阈值。
[0037]所述方法可以包括以下步骤:如果所述计数未超出所述预定阈值,则控制所述回 音消除器按半双工模式操作。
[0038]所述方法可以包括以下步骤:确定所述麦克风信号是否指示单端讲话。
[0039]所述方法可以包括以下步骤:在计算所述比率之前,检查所述麦克风信号是否指 示单端讲话。
[0040]所述方法可以包括以下步骤:如果所述麦克风信号被确定为不指示单端讲话,则 不计算所述比率,直到所述麦克风信号被确定为指示单端讲话。
[0041] 所述方法可以包括以下步骤:在所述麦克风信号被确定为不指示单端讲话的情况 下,如果所述回音控制器已经按全双工模式操作,则控制所述回音控制器按该全双工模式 操作,否则按半双工模式操作。
[0042] 所述方法可以包括以下步骤:计算误差信号的短期功率与所述麦克风信号的短期 功率的第一比率,将所述第一比率与第一预定域值相比较,以及如果所述第一比率超出所 述第一预定阈值,则确定所述麦克风信号指示单端讲话。
[0043] 所述方法可以包括以下步骤:如果所述第一比率未超出所述预定阈值,则计算误 差信号的短期功率与所述远端信号的长期功率的第二比率;将所述第二比率与预定域值相 比较;以及如果所述第二比率超出所述第二预定阈值,则确定所述麦克风信号指示单端讲 话。
[0044] 所述方法可以包括以下步骤:如果所述第二比率未超出所述第二预定阈值,则确 定所述麦克风信号不指示单端讲话。
[0045] 所述方法可以包括以下步骤:如果所述麦克风信号被确定为指示单端讲话,则计 算所述麦克风信号与所述远端信号的比率。
[0046] 所述方法可以包括以下步骤:通过以下步骤计算所述麦克风信号与所述远端信号 的比率:估计所述麦克风信号的长期平均功率和所述远端信号的长期平均功率,和计算所 述麦克风信号的长期平均功率与所述远端信号的长期平均功率的比率。
[0047] 所述方法可以包括以下步骤:监测所计算出的比率,并且如果所计算出的比率被 确定为已经稳定达预定时长,则暂停所述用于动态调谐回音消除器的方法。
[0048] 所述方法可以包括以下步骤:如果所述计算比率被确定为已经稳定达预定时长, 则控制所述回音消除器按全双工模式操作。
[0049] 所述方法可以包括以下步骤:根据来自收敛单元的控制信号来控制所述衰减单 元,该收敛单元被设置成监测所述自适应滤波器的稳定性。
[0050] 根据第三实施方式,提供了用于实现上述方法的机器可读代码。
[0051] 根据第四实施方式,提供了其上编码有用于实现上述方法的非暂态机器可读代码 的机器可读存储介质。
【附图说明】
[0052] 下面,将参照附图通过示例的方式对本发明进行描述。在图中:
[0053] 图la示出了两个通信装置的示例;
[0054] 图lb示出了增益控制系统的示例;
[0055] 图lc示出了增益控制系统的示例;
[0056] 图2示出了实现自动调谐的声学回音消除器的示例;
[0057] 图3示出了增益调谐算法的示例;
[0058] 图4示出了弹通话检测算法的示例;
[0059] 图5示出了估计的ERL和实际ERL ;
[0060]图6不出了麦克风信号、远端信号以及由衰减麦克风信号导致的ERL的变化的不 例;
[0061] 图7示出了扬声器模式下不同装置的响应时间;
[0062] 图8示出了听筒模式(handsetmode)下不同装置的响应时间;以及
[0063] 图9示出了耳机模式下不同装置的响应时间。
【具体实施方式】
[0064] 图lb示出了增益控制系统的示例。总体上在101示出的增益控制系统包括:回音 测量单元104、控制器105以及衰减单元108,该衰减单元108包括一个或更多个单个衰减 器106。增益控制系统接收麦克风信号103和远端信号102,作为输入。增益控制系统向回 音消除器107输出第二麦克风信号和第二远端信号。该回音消除器被设置成估计远端信号 的回音并从(第二)麦克风信号减去该估计,以输出回音消除信号。
[0065] 回音测量单元被设置成计算麦克风信号与远端信号的比率。衰减单元被设置成接 收麦克风信号和远端信号作为输入,并且衰减它们中的至少一个。通过衰减单元输出的信 号是"第二"麦克风信号和"第二"远端信号。"第二"信号可以是原始信号的衰减版本,或 者和原始信号相同(假设原始信号未衰减)。衰减控制器被设置成优选地根据由回音测量 单元所计算的比率来控制衰减单元。衰减控制器由此控制输入到回音消除器中的这两个信 号的比率。衰减控制器优选地控制该比率不同于原始信号的对比比率。(该比率例如可以 是振幅比、功率比或能量比。优选的是,该比率提供ERL的指示,例如,如下面的方程9中定 义的)。由此,衰减控制器还控制回音消除信号。
[0066] 图lb中所示的回音消除器将典型地包括用于对回音路径进行建模的自适应滤波 器和减法器。该自适应滤波器被设置成对远端信号进行滤波以生成对回音的估计。实际回 音是麦克风信号的一部分。该减法器被设置成从麦克风信号中减去回音估计,以输出回音 消除信号。如果自适应滤波器已经正确地对回音路径进行了建模,则回音消除信号应当基 本上不包含回音。该回音消除信号还向自适应滤波器提供反馈:滤波器根据在相减之后剩 余多少麦克风信号(和由此的回音)来调节其对回音路径的建模。因此,通过控制回音消 除信号,衰减控制器还控制向自适应滤波器的反馈。
[0067] 回音消除器中的自适应滤波器通常因按分数格式实现滤波器的高资源需求而按 整数格式实现。滤波器系数通常按16比特,并且有时按32比特来表示。受限制的比特数 在某些情形下固有地限制了声学回音消除器的性能。
[0068] 自适应滤波器的性能可以受回音强度的影响。回音强度的指示可以通过比较远端 信号与麦克风信号的相对强度来获取。回波损耗(ERL)是测量回音中原始信号的损耗的一 个参数。高的、正的ERL指示回音中的原始信号的大损耗。这对应于相对较小的回音。负 的ERL指示回音相对于原始信号显示出某种增益。这对应于相对较大的回音。
[0069] 当ERL是较高的负值时,滤波器系数可以饱和或者下溢或上溢。用于解决该问题 的一个简单方式是通过对被用于误差估计的麦克风信号进行衰减。该误差被用于自适应滤 波器系数的自适应。衰减麦克风信号由此可以通过降低误差来防止滤波器系数饱和、上溢 或下溢。误差信号优选地被重新调整(re-scaled),以获取用于后续处理的实际误差。
[0070] 类似的是,当ERL是较高的正值(例如,大于30dB)时,系数的整数表示可能不能 够估计回音。在这种情形下,输入到自适应回音消除器中的远端信号可以为了回音估计而 被衰减。衰减远端信号使得麦克风信号相应地显得更大,由此将滤波器系数增加至可实现 尺寸。
[0071] 通过自适应滤波器的回音路径建模还可以因平台非线性、高背景噪声捕获等而是 非最优的。在诸如这样的情况下,声学回音消除器的可选部件(例如,残留回音抑制器和非 线性处理器)还可能不按所希望地执行。这可以导致显著的残留回音泄露,这可以严重地 影响通信。
[0072] 通过控制回音消除信号,增益控制系统控制提供给自适应滤波器的反馈。这允许 增益控制系统约束由自适应滤波器进行的自适应,以使其不尝试对因其整数系数的固有局 限性而位于滤波器建模范围之外的回音进行建模。
[0073] 增益控制系统优
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