具有双方交谈检测器的回声抵消器的制作方法

专利名称：具有双方交谈检测器的回声抵消器的制作方法
技术领域：
本发明的一个实施方案涉及适应双方交谈以及信道脉冲响应变化来改善通信信号质量的回声抵消器。
背景技术：
通信系统常常容易受到声反馈(也称为回声)的影响。回声可造成模拟信号中的双方交谈(double-talk)、数字信号中的相移和讹误这些不需要的效应。在通信系统中有两类回声线路回声和声学回声。线路回声通常出现在电话所接收的语音信号漏回到发送路径中的传输信道时。声学回声通常是由于声反馈而出现。例如，这可能在电话扬声器的语音被馈送到麦克风时发生。
为了克服由回声所产生的问题，回声抵消滤波器(也被称为回声抵消器)常常被应用在通信系统中。通常，回声抵消器工作以从通信信道中去除不需要的信号。例如，回声抵消器可以被放置在电话或通信设备以及通信网络之间。回声抵消器用来抵消或减少近端回声。近端回声可以包括任何源自最接近回声抵消器的电话或通信设备的回声。例如，近端回声可以包括线路回声、声学回声、或线路回声与声学回声的组合，它们都是由远端信号(源自远端设备的信号)所产生，该远端信号反馈回或泄漏到最接近回声抵消器的通信设备的传输信道中。
在通信系统中自适应滤波器已经变为标准的回声抵消方案。许多不同类型的自适应算法可以被应用于回声抵消，包括最小均方(LMS)、归一化LMS(LMS)以及仿射投影(AP)自适应算法。由于这些算法健壮而且计算复杂程度低，所以大部分自适应滤波器实现方式都使用它们。回声抵消算法或自适应滤波器通常采用多个自适应权重或系数来产生回声抵消信号。这些权重或系数用来配置回声抵消算法以在适当时候去除回声信号。
存在两个不能忽视的实际回声抵消问题。第一个问题是由双方交谈产生的。双方交谈信号是由于从通信系统的远端和近端(全双工通信)同时产生信号(例如，话音)而产生的。回声抵消器通常通过消去干扰信号所造成的回声来滤波受影响的信号。滤波算法通常被应用来预测或预期由干扰信号造成的回声，并且将其从受影响的信号中去除或解相关。
第二个问题是由通信信道中的变化所造成的，这些变化影响到信道脉冲响应。例如，四线到双线转换在电话通信信道中很普遍。四条线路通常将数字信号承载到电话或通信设备，或承载来自它们的信号。在到达电话设备之前，数字信号通常被模数转换器转换为模拟信号。在模数转换器与电话设备之间，信号以模拟形式在双线路上被传输。但是，双线到四线转换导致阻抗不匹配，并且将信号反射引入到通信系统中。当在某端摘取第二电话时，信道脉冲响应可能改变，例如，不同的阻抗被引入。
这些问题(双方交谈和信道脉冲响应变化)要求在回声抵消器方进行相反的行为。双方交谈要求回声抵消算法中自适应权重被冻结(非自适应)，而信道脉冲响应变化则要求快速地使所述权重适应所述变化。于是，回声抵消器应该能够检测到这两种情况之间的差别，并且相应地进行适应。


图1是图示根据本发明一个实施方案能够在双方交谈和信道脉冲响应变化之间进行区分的回声抵消器的一个实施方案的框图。
图2是图示根据本发明的一个实施方案基于检测到或未检测到双方交谈来调节回声抵消器操作的通用方法的流程图。
图3和图4是图示在本发明的可替换实施方案中可以如何配置图1的回声抵消器以提供对双方交谈和/或信道脉冲响应变化的较早检测的框图。
图5图示了根据本发明一个实施方案回声抵消器被应用在其中的通信系统。
具体实施例方式
在下面对本发明详细的说明中，阐述了许多具体的细节以提供对本发明全面的理解。但是，本发明可以在没有这些具体细节的情形下实施。在其它情况，众所周知的方法、过程和/或部件没有被详细地说明，以免不必要地混淆了本发明的各个方面。
在下面的说明中，某个术语被用来说明本发明一个或多个实施方案的某些特征。例如，术语“滤波器”就包括任何修改信号和/或通信信道的电子器件。同样，术语“滤波器配置”包括滤波器系数和/或权重。术语“自适应”(例如，滤波器自适应)在下面与诸如“修改”、“更新”、“配置”和“重配置”这样的术语互换使用。
本发明的各个实施方案解决了线路回声(和/或声学回声)及其消除的问题。本发明的一方面提供了一种新的自适应回声抵消方案，该方案能够在双方交谈以及信道脉冲响应变化期间快速检测回声、在二者之间进行区分以及在需要时停止或继续自适应。
图1是根据本发明一个实施方案的回声抵消滤波器102的框图。该回声抵消器102可以被应用在通信网络中以抵消回声。回声抵消器102可以被放置在端点设备(例如，电话)和对通信网络的本地接入(例如，本地中心局)之间和/或其内的某个位置。
通常，根据本发明实施方案的回声抵消器可以放置在或置于电话或通信设备与通信网络接入点之间的任何位置。在实现本发明的回声抵消器的一个实施方案中，对数字信号进行回声抵消操作。这样的回声抵消器可以对线性信号(16位线性信号)进行操作；然而，对回声抵消器的输入可以是时分复用(TDM，例如，A-law/Mu-law 8位信号)的或分组格式的。如果输入是分组格式的，那么该输入在被送入到回声抵消器之前，需要被解码为16位线性信号。
在图1所示的本发明实施方案中，回声抵消器102包括延迟线104，用于从远端设备接收信号(例如，二进制的分组或符号、数字信号等)并将其延迟一定数量的时间；非自适应主滤波器106，用于基于非反馈滤波器权重产生回声补偿信号；自适应阴影滤波器108，用于基于反馈修改的滤波器权重或系数来产生回声补偿(抵消)信号；控制逻辑110，用于根据所感知或检测到的操作条件来为主滤波器106和/或阴影滤波器108传输、更新和/或重置滤波器算法权重。
延迟线104可以以多种方法延迟所接收到的信号Xn(in)。例如，由于所接收的信号Xn(in)是数字的(例如，可以表示为二进制符号)，因此延迟线104可以是长度为N的先进先出移位缓冲器，这里N是正整数。在延迟线104之后，信号Xn(out)传递到它的指定目的地——近端设备。
非自适应主滤波器106和自适应阴影滤波器108接收信号Xn(in)。主滤波器106和阴影滤波器108都可以由同样的滤波器结构(例如，抽头延迟线、网格等)来配置。在本发明的一些实施方案中，信号Xn(in)的信号延迟可以在主滤波器106和阴影滤波器108内实现。在本发明其它实施方案中，主滤波器106和阴影滤波器108都不延迟所接收的信号Xn(in)或Xn(out)，而是依赖于外部延迟元件。
非自适应主滤波器106对输入Xn(in)进行滤波以从近端设备产生补偿信号Yn，以补偿由被传输的信号Xn(out)所造成的回声，补偿信号Yn从返回信号Zn(in)中被扣除(去除)。在本发明的这个实施方案中，返回信号Zn(in)在某个给定时间可以包含或可以不包含回声，这取决于是否存在远端信号Xn(in)以及近端设备回声信道的特性。
如这里所使用的，术语“非自适应”指的是这样的滤波器，其算法权重不会由于单个反馈误差信号而有规则地和/或自动地被修改。但是，非自适应滤波器的权重或系数可以根据对多个误差信号(它们中至少一个是非自适应滤波器所产生的外部误差信号)或经计算的度量(metric)的使用或比较所作出的决定，而被更新、重置和/或配置。
自适应阴影滤波器108也对信号Xn(in)进行滤波以产生补偿信号 该补偿信号 是基于反馈信号en(阴影)而被调节的。在一种实现方式中，自适应控制器或自适应算法112接收反馈信号en(阴影)，该反馈信号en(阴影)是用于信号组合 的误差信号。自适应控制器或自适应算法112然后调节阴影滤波器的权重以使信号Zn(in)中回声成分最小。阴影滤波器权重或系数用来加权输入数据或信号Xn(in)，以产生具有减少Zn(in)中回声所需的特性的补偿信号。例如，滤波器权重为尾端延迟，即信号Xn(out)通过滤波器102的时间至该信号的回声(包括在信号Zn(in)中)在滤波器102被接收的时间。
控制逻辑单元110接收反馈信号en(主)和en(阴影)，以及用于延迟线104的系数，以基于所感知和/或检测到的操作条件来传输、复制、更新和/或重置主滤波器106和阴影滤波器108的滤波器权重。
在一种实现方式中，信号en(主)和en(阴影)的幅度由控制逻辑110周期性地进行比较。如果en(主)的幅度小于en(阴影)的幅度，那么主滤波器106继续应用同一组滤波器权重。如果en(阴影)的幅度变得小于en(主)的幅度，那么控制逻辑110通过复制并将滤波器权重从阴影滤波器108传递到主滤波器106来更新主滤波器106的滤波器权重。
但是，在不同操作条件下应用这一方案会存在两个问题。
双方交谈是通信从两端共同或同时发生时的操作条件。在这些条件下，近端信号Zn(in)通常包含源自近端设备的语音信号以及归因于Xn(out)的回声信号。在向输入信号Zn(in)添加语音的情形，阴影滤波器通过它的反馈自适应算法112进行自适应来减小en(阴影)的幅度。信号en(阴影)变得比en(主)要小。但是，在双方交谈的条件下，并不希望使控制逻辑110从阴影滤波器108拷贝滤波器权重或系数到主滤波器106；这样做将造成主滤波器106经适应的权重或系数被破坏，并且导致残余回声增加。另外，当语音信号与回声信号相比较而言较微弱时，双方交谈可能难以检测。在双方交谈出现而未更新主滤波器权重的情形，对于主滤波器而言，最好是使用它在开始双方交谈之前所具有的权重进行工作。这会允许主滤波器106去除回声信号，而不会抑制近端语音信号或使其变差。
在回声抵消器102的操作期间，信道脉冲响应变化具有不同的效应。如前所述，信道脉冲响应可能由于几种原因而变化。例如，如果在近端第一电话设备已经使用的同时，在近端摘取第二电话设备，或用户从第一电话切换到第二电话，那么这可能导致信道脉冲响应出现变化。信道脉冲响应变化的另一个原因是中心局在给定谈话期间将传输线路或介质切换到近端设备的情形。信道脉冲变化通常影响或改变所述信道上回声信号的特性。例如，回声信号的功率可能增加。于是，在回声信号由于信道脉冲响应变化而改变的情形，回声补偿信号Yn应该变化以提供有效的回声抵消。
在信道脉冲响应变化出现的情形，希望主滤波器权重也改变或被更新，使得能够产生适当的回声补偿(抵消)信号Yn。但是，对于回声抵消器，在双方交谈和信道脉冲响应变化二者之间进行区分是一项困难的任务。特别地，常常要取几个信号样本，以用于回声抵消器判断双方交谈是否存在，或信道脉冲响应是否已经变化。在没有本发明的情形，在回声抵消器判断双方交谈或信道脉冲响应变化是否已经发生的时间中，阴影滤波器已经自适应其滤波器权重，并且主滤波器可能已经基于阴影滤波器的适应而更新了它的滤波器权重。如果双方交谈正在发生，那么这将由于主滤波器会对回声信号和语音信号都进行滤波/抵消而导致语音信号被破坏。另一方面，将更新主滤波器的权重延迟到回声抵消器判断双方交谈或信道脉冲响应变化是否已经发生时，这也会导致通信质量遭到破坏。如果信道脉冲响应已经变化，那么在操作条件被确定的同时，持续使用主滤波器权重可以允许回声信号未被滤波就得以通过。
图2图示了根据本发明的一个实施方案基于检测到或未检测到双方交谈来调节回声抵消器操作的通用方法。回声抵消器(例如，图1中的102)比较自适应阴影滤波器(例如，108)与非自适应主滤波器(例如，106)的误差信号202。这可以通过比较误差信号的信号功率来完成。如果自适应滤波器具有比非自适应滤波器要小的误差信号，那么判断正被滤波的信号是否包含双方交谈204。如果双方交谈不存在，那么非自适应滤波器的配置(例如，主滤波器权重)将被自适应滤波器的配置(例如，阴影滤波器权重)所替换206，以改善非自适应滤波器的回声抵消。如果双方交谈存在，那么非自适应主滤波器权重、系数或配置不会发生变化208，因为这样做会导致正被滤波的信号中非回声部分被滤波。自适应以及非自适应滤波器的误差信号被监测以检测变化210。
根据本发明的一个实施方案，阴影和主滤波器(例如，图1中的108和106)维持了超出滤波算法所使用抽头数量的额外抽头，以允许较早地检测双方交谈和/或信道脉冲响应变化。
尽管回声抵消器可以使用各种不同的自适应抵消算法，比如最小均方(LMS)、归一化LMS以及仿射投影(AP)，所有这些算法通常都包括多个抽头(在任何一个时间处使用多个数据点以产生回声抵消信号)。抽头允许算法提供经延迟的补偿(回声抵消)信号(例如，图1中的Yn和 )。通常，抽头数目越多，回声抵消算法能够补偿的时间或尾端延迟范围越大。例如，512个抽头结构能够补偿多达512个符号的时间或尾端延迟，或可以是多达64毫秒的时间或尾端延迟。即，512抽头算法能够提供对应于信号符号Xq的回声抵消信号Yq，该Xq例如在多达512符号之前或64毫秒之前首先通过回声抵消器。
图3图示了在图1所示的本发明实施方案中可以如何使用超过传统主滤波器和阴影滤波器结构所用的那些额外抽头。在本发明的这个实施方案中，主滤波器106和阴影滤波器108所采用的滤波器结构使用N+M个抽头或符号(例如，N＝512个抽头，M＝32个抽头)302和306、304和308来分别产生补偿信号Yn和 (如图1所示)。在该图示中，只有N个抽头长的滤波器结构302或304是产生用于给定尾端延迟的补偿信号Yn和 所必要的。额外的M个抽头或符号306和308由滤波器106和108维持，以允许较早地检测到双方交谈和/或信道脉冲响应变化。注意，额外的抽头或符号306和308的数量对应于由延迟线所产生的额外延迟——M个抽头长310。延迟线可以被用来捕获回声的尾端延迟，例如对于512抽头滤波器，该尾端延迟可以出现在从大约零(0)毫秒到64毫秒之间的任何位置。这M个额外抽头306和308是超过为提供时间(尾端)延迟补偿而回声滤波器结构所采用和/或所必需抽头的抽头。因此，尽管滤波器结构可以采用全部N+M个抽头，但是仅仅N个抽头才是产生补偿信号所必须的。在本发明的另一个实施方案中，主滤波器106和阴影滤波器108所使用的滤波器结构仅采用了N个抽头或符号(例如，N＝512个抽头)302和304来分别产生补偿信号Yn和 (如图1所示)。
M个额外的抽头306和308可以以多种方式被采用来判断双方交谈和/或信道脉冲响应变化的开始。在本发明的一个实施方案中，这些额外的抽头刚好出现在滤波开始时。即如图3所示，抽头或数据点d1...dN+M以图示的顺序(先进先出)被传送到滤波器106和108。
在双方交谈的开始，额外的M个抽头306和308是最先被讹误的抽头。这样的讹误由这些数据点上升的相对能量来表示。在一个实施方式中，没有采用新的滤波方法来对这些额外的抽头进行滤波。
从主滤波器106和阴影滤波器108的额外M个抽头，可以计算出一个或多个度量以在主滤波器106已经对信号Zn(in)进行滤波之前，在这两个不同条件的开始之间进行区分。度量可以是任何指示符、值和/或指示不同信号和/或操作条件的计量。在一个实施方式中，根据是否存在双方交谈，一个或多个度量可以被用来控制权重或系数从阴影滤波器108到主滤波器106的传递。
例如，如果M个额外抽头其中每一个都可以由相应的算法权重Wm表示(其中，m是从0到31的整数)，那么度量B可以按如下计算Btot＝∑(Wm2)，m＝0到31；Baveg=Btot×(3232+tap_length),]]>tap_length是滤波抽头的长度(例如，在图3所示的主滤波器106中tap_length＝512个符号)。
在一个实施方式中，被用来计算比较度量(例如，Baveg(主)和Baveg(阴影))的“m”权重对应于最近所接收的信号符号Xn(in)。这些额外的抽头可以被置于滤波器的开始处，使得它们能首先被更新。在一个实施方式中，这些额外的抽头首先被更新。然后，例如可以通过监测一个或多个度量(例如，Baveg(主)和Baveg(阴影))来判断双方交谈是否存在。如果双方交谈存在，那么权重(系数)从阴影滤波器到主滤波器的转移可以被禁止或暂停。
度量可以以各种方式应用在决定是否使用阴影滤波器权重Wshadow来更新或替换主滤波器权重Wmain。例如，在一个实施方式中，主滤波器权重Wmain只有在如下条件时，才被阴影滤波器权重Wshadow更新Bshadow＜Bmain，以及en(阴影)＜en(主)，
其中Bshadow和Bmain是利用分别对应于阴影滤波器和主滤波器的M个额外抽头(未用于回声抵消的抽头)的滤波器权重所计算的度量。en(阴影)和en(主)表示阴影滤波器和主滤波器各自的误差信号(或误差信号的功率)。在一个实施方式中，度量Bmain和Bshadow是基于m个滤波器权重(其中，m是整数)经平均的度量(例如，分别是Baveg(主)和Baveg(阴影))。这m个滤波器权重对应于回声滤波算法未使用的滤波器抽头和/或超过回声滤波算法用于尾端延迟补偿所需要的那些抽头的滤波器抽头。
这些度量也可以被用来在双方交谈或信道脉冲响应变化的开始之间进行区分。
例如，在本发明的一个实施方式中，使用如下参数，将主滤波器度量Bmain和阴影滤波器度量Bshadow进行比较P1BmainBshadow(真(1)/假(0))P2Bshadow＞N×Bmain(真(1)/假(0))P3BmainBshadow_new(真(1)/假(0))P4double_talk_flag(真(1)/假(0))P5emain2K×eshadow2(真(1)/假(0))其中，N是整数值(例如，N＝2)，K是整数值(例如，K＝50)，如果没有检测到双方交谈，那么double_talk_flag是假(0)。此外，emain是m个先前信号样本的平均误差信号，eshadow是h个先前信号样本的平均误差信号，其中m和h是正整数。在一个实施方式中，m和h是相同的数字。最后，Bmain和Bshadow是使用对应于M个额外的抽头206和208计算出的度量(例如，Baveg(主)和Baveg(阴影))。
double_talk_flag的状态(例如，真/假)可以通过比较远端信号和近端信号的相对能量来确定。长期平均和/或短期平均都可以使用。当近端信号的平均能量变为远端平均能量(例如，长期平均和短期平均)的部分时，double_talk_flag被设定为真(1)。
根据一个方案，如果P1、P3、P4、P5都是真(1)，那么阴影滤波器权重Wshadow被复制到主滤波器(Wmain＝Wshadow)。即，这些参数指示没有双方交谈存在(double_talk_flag＝0)，并且在信道脉冲响应中可能已经出现变化。所以，主滤波器权重应该被对应的阴影滤波器权重更新或替换。相反，如果P2是真(1)，P1、P3、P4、P5都是假(0)，那么主滤波器权重Wmain被复制到阴影滤波器(Wshadow＝Wmain)。即，这些参数指示可能有双方交谈存在(double_talk_flag＝1)。所以，阴影滤波器权重可以被主滤波器权重更新或替换。在一个实施方式中，如果双方交谈被检测到，那么阴影滤波器权重不需要被更新。
在不背离本发明的情形下，上述度量和/或参数，以及其它类型的度量、参数和/或标志可以以各种配置被应用来区分双方交谈和信道脉冲相应变化。
图4图示了本发明的另一个实施方案，其中主滤波器106’和阴影滤波器108’具有不同的抽头长度，并且可以应用在图1所示的回声抵消器中。特别地，阴影滤波器具有比主滤波器要长的抽头长度(N＞K)。自适应阴影滤波器108’具有足够数量的抽头(比方说为N)以覆盖可能的信道延迟和脉冲响应的全部范围。它是完全自适应的，并且如参考图1所示的那样，它的输出被用来产生用于自适应算法的误差信号。这是阴影滤波器概念的新应用，与阴影滤波器的典型应用相反。阴影滤波器通常比主滤波器要短，从而能够在单方交谈(其中仅有远端语音信号存在)期间快速地自适应。
如图4所示，阴影滤波器108’可以采用延迟线310(例如，数据点d1到dN+M)所提供的全部范围的抽头(例如，抽头长度为N+M)。但是，主滤波器106’采用较短的抽头长度K，其包括全部抽头的子集(例如，数据点di到dj，其中i和j是整数值)。该配置允许在尾端延迟已经被标识的情形下更快地更新主滤波器106’。于是，抽头di到dj可以被选择来对应尾端延迟。
具体被传送的阴影滤波器权重取决于回声信道的分类。信道可以被分类为1)宽度L1的单峰，2)宽度L1的多峰，以及3)几个间隔较大的稀疏峰，每一个宽度为L2，其中L＞＞Li，i＝1，2(其中，L是总的信道宽度)。不同的信道在自适应期间行为不同，并且具有不同的抵消性质。对于要健壮的回声抵消器实施方式，希望回声抵消器在所有信道条件下都很好地工作。
回声抵消器可以被修改来处理稀疏的脉冲响应以及相对于信道延迟不确定度较短的脉冲响应。因为通常脉冲响应的峰较少并且稀疏，所以这有助于进行利用信道脉冲响应的这些性质的实施方式。这在计算复杂性以及改善总抵消方面是有帮助的。本发明上述方面和技术甚至可以被应用到稀疏的滤波实施方式。
图5图示了这样的通信系统，其中，根据本发明的回声抵消器512或518可以被应用来抵消回声。双绞线502通常被用来承载模拟语音通信到电话504或从电话504承载模拟语音通信。经常，线路接收/发送开关(LRTS)506可以被用来将双线的双绞线502转换为四线508A和508B，一对线路508A用来承载信号到电话504，而另一对线路508B用来从电话A 504承载信号。通常，通信网络以数字形式传输信号。于是，在模数转换器510，模拟信号被转换为数字信号。根据本发明的一个实施方案，回声抵消器C 512位于模数转换器510与到主通信网络516的中心局连接514之间。回声抵消器C 512在双方交谈和信道脉冲响应变化之间进行调节和区分的同时，起用来抵消源自电话A 504的回声(由来自电话B 520的远端信号所产生的回声，该远端信号反馈回或泄漏到电话A 504的传输信道508B中)的作用。第二回声抵消器D 518被应用在第二端，以类似地滤波源自电话B 520的回声。
近端或远端延迟的数量可以变化，回声抵消器504的尾部长度可以被选择以允许抵消变化的延迟。近端或远端延迟是信号回声从其相应信号最初沿线路508A通过回声抵消器512时起到其沿线路508B到达回声抵消器512所花时间长度。也就是说，对于源自电话B 520的信号，尾端延迟是在当信号沿线路508A通过回声抵消器C 512时到它的回声(如果存在)沿线路508B被回声抵消器C 512接收到时之间的总时间。根据回声抵消器512在通信系统中的位置，尾端延迟通常可以在从几毫秒到多达64毫秒或128毫秒的任意处。
因为尾端延迟在不同实施方式中可以变化，所以回声抵消器512被设计来延迟它的补偿信号直到回声信号到达。
尽管已经在附图中示出并说明了本发明某些示例性实施方案，但应该理解的是，本发明这样的实施方案仅仅是说明性的，而不是对该宽泛的发明的限制。由于本领域的普通技术人员可以想到各种其它的修改，因此本发明并不局限于所示出和所说明的具体构造和布置。例如，自适应回声抵消器的各种配置或实施方案可以被用于线路回声抵消、声学回声抵消和/或它们的组合。此外，可以在硬件、可编程器件、固件、软件或它们的组合中实施本发明或它的一些特征。本发明或本发明的部分也可以包括在处理器可读存储介质或机器可读介质中，比如磁、光或半导体存储介质。
权利要求
1.一种装置，包括非自适应滤波器，其可由第一组权重配置来对第一信号进行回声抵消；自适应滤波器，其可由第二组权重配置来对所述第一信号进行回声抵消；以及耦合到所述自适应滤波器和非自适应滤波器的控制逻辑，所述控制逻辑接收对应于所述非自适应滤波器的第一误差信号和对应于所述自适应滤波器的第二误差信号，并且如果所述第一误差信号具有比所述第二误差信号低的信号功率，那么用所述第二组权重替换所述非自适应滤波器中的第一组权重。
2.如权利要求1的装置，其中，如果检测到信道脉冲响应中的变化，那么所述控制逻辑用所述非自适应滤波器权重替换所述自适应滤波器权重。
3.如权利要求1的装置，其中，如果检测到双方交谈，那么所述控制逻辑在所述第一信号的部分被所述非自适应滤波器抵消之前，暂停所述非自适应滤波器权重的替换。
4.如权利要求1的装置，其中，所述非自适应滤波器有K个抽头长，所述自适应滤波器有N个抽头长，其中N和K都是整数，所述非自适应滤波器和所述自适应滤波器每个都维持超过回声抵消所必须的额外M个抽头，所述额外的M个抽头允许在所述第一信号的部分被所述非自适应滤波器抵消之前，较早地检测双方交谈。
5.如权利要求4的装置，其中，对应于所述非自适应滤波器的M个额外抽头的第三组权重被应用来产生第一度量，对应于所述自适应滤波器的M个额外抽头的第四组算法权重被应用来计算第二度量，所述第一度量和第二度量被比较来判断所述第一组权重是否以及何时被所述第二组权重替换。
6.如权利要求4的装置，其中，K小于N。
7.如权利要求6的装置，还包括耦合到所述非自适应滤波器和自适应滤波器的延迟线，所述延迟线将输入信号延迟对应于M个抽头加上N个抽头的量，然后将所述输入信号传递到所述非自适应滤波器和自适应滤波器。
8.如权利要求1的装置，还包括耦合到所述自适应滤波器的自适应控制器，所述自适应控制器接收所述第二误差信号，并且更新所述自适应滤波器的第二组权重来使所述第二误差信号的信号功率最小化。
9.如权利要求1的装置，其中所述自适应滤波器实施仿射投影算法来使所述第一信号中的近端回声最小化。
10.如权利要求1的装置，其中所述自适应滤波器实施归一化最小均方算法来使所述第一信号中的近端回声最小化。
11.一种设备，包括用于抵消第一信号中的回声的非自适应滤波装置；用于抵消所述第一信号中的回声的自适应滤波装置；以及控制装置，用于在所述第一信号中检测双方交谈，并且如果不存在双方交谈，那么根据所述自适应滤波装置的配置来更新所述非自适应滤波装置，如果双方交谈存在，那么在所述第一信号的部分被所述非自适应滤波装置抵消之前，锁定非自适应滤波装置的配置，所述控制装置被耦合到所述非自适应滤波装置和所述自适应滤波装置。
12.如权利要求11的设备，还包括滤波自适应装置，用于基于反馈信号来使所述自适应滤波装置的配置自适应，从而改善所述自适应滤波装置的回声抵消性能，所述滤波自适应装置被耦合到所述自适应滤波装置。
13.如权利要求11的设备，其中，所述非自适应滤波装置具有比所述自适应滤波装置较少的用于抵消近端回声的抽头。
14.一种方法，包括判断在第一信号中是否存在双方交谈；如果双方交谈不存在，那么用自适应滤波器的第二组滤波器权重来替换非自适应滤波器的第一组滤波器权重，所述第二组权重抵消所述第一信号中回声的程度大于所述第一组权重；以及如果双方交谈存在，那么在所述第一信号的部分被所述非自适应滤波器滤波之前，暂停所述第一组权重的替换。
15.如权利要求14的方法，其中，判断双方交谈是否存在包括除所述自适应回声滤波器进行回声抵消所必须的N个抽头之外，维持M个抽头，所述额外M个抽头由与N个回声滤波抽头相同的算法自适应，其中M和N是整数，除由所述非自适应回声滤波器进行回声滤波所采用的K个抽头之外，维持M个抽头，其中K是整数，基于对应于所述自适应滤波器的M个抽头的第三组权重，计算第一度量，基于对应于所述非自适应滤波器的M个抽头的第四组权重，计算第二度量，以及比较所述第一度量与第二度量来判断双方交谈是否存在。
16.如权利要求14的方法，其中，K大于N。
17.如权利要求14的方法，其中，所述自适应滤波器和所述非自适应滤波器实施仿射投影滤波算法。
18.如权利要求14的方法，其中，所述自适应滤波器实施归一化最小均方滤波算法。
19.如权利要求14的方法，其中，所述第一信号是用于语音通信的数字信号，并且所述非自适应回声滤波器和自适应回声滤波器被用于近端回声抵消。
20.如权利要求14的方法，还包括在双方交谈和信道脉冲响应变化之间进行区分。
21.一种机器可读介质，具有一条或多条指令来控制回声抵消器的操作，所述指令在被处理器执行时，使所述处理器进行如下的操作，包括检测第一信号中的双方交谈；如果双方交谈不存在，那么根据第二滤波器的配置来替换非自适应滤波器的第一配置，所述第二滤波器的配置抵消所述第一信号中回声的程度大于所述非自适应滤波器的配置；以及如果双方交谈存在，那么在所述第一信号的部分被所述非自适应滤波器抵消之前，暂停所述第一配置的替换。
22.如权利要求21的机器可读介质，其具有使所述处理器还进行如下操作的一条或多条指令，所述操作包括在所述第一信号的部分被所述非自适应滤波器抵消之前，在双方交谈和信道脉冲响应变化之间进行区分。
23.如权利要求21的机器可读介质，其具有使所述处理器还进行如下操作的一条或多条指令，所述操作包括从自适应滤波器获得所述第二滤波器的配置。
24.如权利要求21的机器可读介质，其中在所述第一信号中检测双方交谈时，将对应于所述非自适应滤波器的第一组N个抽头的第一组权重与对应于自适应滤波器的第二组N个抽头的第二组权重进行比较，其中N是整数，所述第一组抽头和第二组抽头是所述自适应滤波器和所述非自适应滤波器进行回声抵消并非必须的抽头。
25.如权利要求24的机器可读介质，其具有使所述处理器还进行如下操作的一条或多条指令，所述操作包括基于所述非自适应滤波器的所述第一组权重计算第一度量；基于所述自适应滤波器的所述第二组权重计算第二度量；以及比较所述第一度量和第二度量来判断双方交谈是否存在。
26.如权利要求24的机器可读介质，其中所述非自适应滤波器包括比所述自适应滤波器要少的抽头来进行回声滤波。
27.如权利要求21的机器可读介质，其中所述第一滤波器配置和第二滤波器配置是用于滤波器结构的权重。
全文摘要
本发明提供了一种新的用于在双方交谈和近端信道脉冲响应变化的存在下进行回声抵消的方案。在本发明的一个实施方案中，如果阴影滤波器抵消第一信号中近端回声的程度大于主滤波器，那么非自适应主滤波器被自适应阴影滤波器的滤波权重更新。但是，如果在第一信号中存在双方交谈，那么非自适应滤波器不被更新。根据本发明的一个实施方案，在双方交谈和信道脉冲响应变化之间进行区分是通过除了主滤波器和阴影滤波器进行回声抵消所用的抽头之外，维持主滤波器和阴影滤波器的额外抽头来完成的。用于主滤波器和阴影滤波器的额外抽头的相应滤波算法权重被比较来检测双方交谈和/或信道脉冲响应变化的开始。
文档编号H04B3/23GK1653713SQ03811409
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月20日 优先权日2002年5月21日
发明者尼尔·J·贝尔沙德, 阿努拉·比斯特, 斯坦·赫斯埃, 詹姆斯·W·迈耶 申请人:英特尔公司