专利名称：消除回声的方法
技术领域：
本发明涉及一种消除回声的方法，特别是涉及一种在回声很大时仍能顺利的将回声消除掉的消除回声的方法。
通常在电话系统中，回声消除器用于消除不必要的回声，例如在电话网路2/4线转换时因阻抗不匹配所产生的回声，或在应用送话器时因在密闭空间内的声音反射造成的回声，所以在应用电话免提功能时，回声情况尤其严重。鉴于回声消除器只能消除单向的回声，并且只能在单向(产生回声的方向)通话时，调整它的参数，而对其它情况的参数不能进行调整，因为否则将不能实现对参数的最佳的控制，所以必须配备有双向话音检测器，以便对各向的话音进行检测。
通常双向话音检测器有各式各样的实施方式，较常见的有下列两种如
图1的通常的回声消除器结构图所示，通常的回声消除器14接在一接收线路10与一输出线路12之间，接收线路10的一端是外部输入信号Rin的第一输入端16，另一端是外部输出信号Rout的第一输出端18。输出线路12一端作为话音输入信号Sin的第二输入端20，另一端作为话音输出信号Sout的第二输出端22。其中，外部输出信号Rout经一受话器24将信号送出，而送话器26(Mic)则在第二输入端20将话音输入信号Sin送出。在受话器24与送话器26之间，由於受话器24送出的信号会与送话器26所送出的话音输入信号Sin相叠加，从而导致回声28的产生，这时在回声消除器中的双向话音检测器必须进行检测并对回声消除器进行调整，从而实现对回声28的有效消除。
就第一种回声消除器的双向话音检测器而言，当声音输入信号Sin的强度高于外部输出信号Rout强度的一半时，则判定为双向通话，并且立刻停止对回声消除器参数的调整。这种方法适用于线性回声消除器，但并不适用于作为受话器所需的回声消除器，这是由于因通话者距送话器(Mic)的距离不同，因而回声的音量有可能大，也有可能小，对此完全无法预测，所以很难满足这个条件。
就第二种类型回声消除器的双向话音检测器而言，根据回声返回损耗增强(ERLE，Echo Return Loss Enhancement)进行判定。
只有当回声返回损耗增强大於某个常数时，才对回声消除器的参数进行调整。在回声消除器的参数减小之後，ERLE确实可以非常有效地进行判定。但如果参数尚未减小或增大，则ERLE可能会造成误判，而对回声消除器的参数进行锁定，使得回声消除器永远不会减小。
图2为图1中所示的通常的回声消除器14的详细结构。
如图2所示，回声消除器14包括两个话音检测器30和32、一双向话音检测器34、一回声调整判定器36、一自适应滤波器38和一减法器40。如图2所示，由受话器24输出的声音可能会被空间中的障碍物反射至受话器26，造成回声。但由于空间特性随时变化，所以必须应用自适应滤波器38对回声的脉冲响应进行跟踪，但启动自适应滤波器38学习机构的先决条件为线路端有话音并且空气端没有话音，只有在此条件下才能用空气端输入的回声启动学习机构。所以如图2所示，设有两个话音检测器30和32，分别用于判定线路端与空气端有没有话音，再用一个双向话音检测器34来决定是否需要学习。
因此，根据回声消除器的结构，在回声不大时可以工作得很好，然而当回声很大并且高于线路端功率1/2时，即使空气端没有话音，仍会误判定为空气端有话音，从而导致自适应滤波器没有被启动，而无法有效地消除回声。
本发明的目的在于提出一种消除回声的方法，其中克服了采用通常的方法当回声很大时，滤波器不能启动，而无法有效地消除回声的问题。
实现该目的的方案如下一种消除回声的方法包括首先将临界值信号与中间值信号都保持在预定值的电平上。接着，判定回声信号I与中间值信号I-1的差是否大於正临界值或小於负临界值。若两者的差大於正临界值，则提高中间值信号I的电平，并且临界值信号I以快於中间值信号I的增大速度的第一速度增大。若两者的差小於负临界值，则降低中间值信号I的电平，并且临界值信号I以快於中间值信号I的降低速度的第二速度降低。最後，若回声信号I与中间值信号I-1的差不大於正临界值并且不小於负临界值时，则意味着回声信号在正常范围内，不必对临界值进行调整。上述I表示相应的信号的目前状况，并且I-1表示相应信号的上一状况。
根据本发明的消除回声的方法，其中通过用于判定信号路由的话音检测器，在即使回声很大的情况下，仍能顺利地启动回声消除器中的自适应滤波器，有效地消除回声。
根据本发明的消除回声的方法，其中若该回声信号I与该中间值信号I-1的差大于正临界值时，调整该中间值信号I＝中间值信号I-1+0.005，以及调整该临界值信号I＝临界值信号I-1+0.01。
根据本发明的消除回声的方法，其中该第一速度大约为该上升速度的两倍。
根据本发明的消除回声的方法，其中若该回声信号I与该中间值信号I-1的差小於该负临界值，则调整该中间值信号I＝该中间值I-1-0.005，以及调整该临界值信号I＝该临界值信号I-1-0.01。
根据本发明的消除回声的方法，其中该第二速度大约为该下降速度的两倍。
根据本发明的消除回声的方法，其中若该回声信号I与该中间值信号I-1的差不大於该正临界值且不小於该负临界值，则意味着该回声信号I在一正常范围内，不必消除回声，此时该临界值信号I＝该临界值信号I-1，且该中间值信号I＝该中间值信号I-1。
根据本发明的消除回声的方法，其中该消除回声的方法系由一话音检测器进行检测，且该话音检测器按照该消除回声的方法，决定是否启动自适应滤波器，以便消除回声。
下面将对照优选实施例并结合附图对本发明做进一步的说明。图中示出图1为通常的回声消除器的结构图；图2为图1所示的回声消除器的详细结构图3为根据本发明的优选实施例的消除回声的方法的波形特性图；图4为根据本发明的优选实施例的一种消除回声的方法的流程步骤图。
图3示出根据本发明一优选实施例的消除回声的方法的波形特性图，并且图4示出根据本发明一优选实施例的消除回声的方法的流程步骤图。
其中，在图4中和下述描述中I表示信号目前的状况，I-1表示信号的上一状况。
首先，为临界值信号100设定一预定值，此时临界值信号100与中间值信号110都被保持在此预定值的电平上。
接着，对回声信号I 120与中间值讯号I-1 110的差是否大于一正临界值H(步骤201)进行判定。当回声信号I 120与中间值信号I-1 110的差大于一正临界值H时，即当回声信号I 120-中间值信号I-1 110＞正临界值H时，此时的回声很大，接着进行步骤202，此时中间值信号I 110的电平会增高，例如中间值信号I 110＝中间值信号I-1 110+0.005，并且临界值信号I 100会以一更快的速度，例如大约是中间值信号I 110增高的速度的两倍，亦即临界值信号I 100以上调斜率是中间值信号I 110的两倍，上升，例如临界值信号I 100＝临界值信号号I-1 100+0.01。
相反，假如回声信号I 120与中间值信号I-1 110的差小於一负临界值L时，即回声信号I 120-中间值信号I-1 110＜负临界值L时，如步骤203所示，接着进行步骤204，此时中间值信号I 110的电平会下降，例如中间值信号I 110＝中间值信号I-1 110-0.005，并且临界值信号I 100会以一更快的速度，例如大约两倍於中间值信号I 110下降的速度，亦即临界值信号I 100以其下调的斜率是中间值信号I 110的两倍，下降，例如临界值信号I 100＝临界值信号I-1 100-0.01。
如上所上述，临界值信号I 100以一更快的速度，例如大约两倍於中间值信号I 110的速度上升或下降，其目的在于确保临界值信号I 100上升或下降的最后结果将超过回声信号I 120，从而实现消除回声的目的。
此外，假如回声号I 120与中间值信号I-1 110的差不大於正临界值H，并且回声信号I 120与中间值信号I-1 110的差不小於负临界值L，则进行步骤205，这意味着回声信号I在正常范围内，不必对临界值进行调整，此时临界值信号I 100＝临界值信号I-1 100，并且中间值信号I110＝中间值信号I-1 110。
图4中所示的流程步骤是由图2所示的话音检测器30和32完成的，即，话音检测器30和32具有如图4中所示的判定路径流程，从而根据该判定路径，决定是否启动自适应滤波器38学习机构。
综上所述，本发明的优点在于，可在回声很大的情况下，仍能顺利地通过话音检测器启动回声消除器中的自适应滤波器，有效地实现对回声的消除。
上述对本发明优选实施例的说明旨在加深对本发明的理解，对本发明不具有限定作用。显然，本领域的专业人员可对上述优选实施例做出各种的改动，但都不会偏离本发明的精神和范围。
附图标记对照表10接收线路 12输出线路14回声消除器16第一输入端18第一输出端20第二输入端22第二输出端24受话器26送话器28回声30、32话音检测器34双向话音检测器36回声调整判定器38自适应滤波器40减法器100临界值信号的波形变化110中间值信号的波形变化120回声信号的波形变化
权利要求
1.一种消除回声的方法，包括为一临界值信号设定一预定值，且该临界值信号与一中间值信号都被保持在该预定值电平上；对一回声信号(I)与该中间值信号I-1的差是否大於一正临界值进行判定，并对该回声信号I与该中间值信号I-1的差是否小於一负临界值进行判定；若该回声信号(I)与该中间值信号(I-1)的差大於该正临界值时，以一上升速度提高该中间值信号(I)的电平，并且该临界值信号(I)以快於该中间值讯号(I)的上升速度的第一速度上升；若该回声信号(I)与该中间值信号(I-1)的差小於该负临界值时，以一下降速度降低该中间值信号(I)的电平，并且该临界值信号(I)以快於该中间值信号(I)的下降速度的第二速度下降；以及若该回声信号(I)与该中间值信号(I-1)的差不大於该正临界值且不小於该负临界值时，则意味着该回声信号在一正常范围内，不必对极限限值进行调整。
2.按照权利要求1所述的消除回声的方法，其中若该回声信号(I)与该中间值信号(I-1)的差大于正临界值时，调整该中间值信号(I)＝中间值信号(I-1)+0.005，以及调整该临界值信号(I)＝临界值信号(I-1)+0.01。
3.按照权利要求1所述的消除回声的方法，其中该第一速度大约为该上升速度的两倍。
4.按照权利要求1所述的消除回声的方法，其中若该回声信号(I)与该中间值信号(I-1)的差小於该负临界值，则调整该中间值信号(I)＝该中间值信号(I-1)-0.005，以及调整该临界值信号(I)＝该临界值信号(I-1)-0.01。
5.按照权利要求1所述的消除回声的方法，其中该第二速度大约为该下降速度的两倍。
6.按照权利要求1所述的消除回声的方法，其中若该回声信号(I)与该中间值信号(I-1)的差不大於该正临界值且不小於该负临界值，则意味着该回声信号(I)在一正常范围内，不必消除回声，此时该临界值信号(I)＝该临界值信号(I-1)，且该中间值信号(I)＝该中间值信号(I-1)。
7.按照权利要求1所述的消除回声的方法，其中该消除回声的方法系由一话音检测器进行检测，且该话音检测器按照该消除回声的方法，决定是否启动自适应滤波器，以便消除回声。
全文摘要
一种消除回声的方法。首先将临界值信号与中间值信号保持在预定值电平上。接着对回声信号与中间值信号的差是否大於正极限限值或小於负临界值进行判定。根据判定结果对中间值信号电平进行相应的调整。最後,若回声信号与中间值信号的差不大於正临界值且不小於负极限限值时,则表示回声信号在正常范围内,不必对临界值进行调整。
文档编号G10L21/00GK1381832SQ0111074
公开日2002年11月27日 申请日期2001年4月18日 优先权日2001年4月18日
发明者陈岳彰 申请人:华邦电子股份有限公司