专利名称：用于数字答录机的精简回音消除装置及方法
技术领域：
本发明是有关一种数字答录机，特别是关于一种用于数字答录机的精简 回音消除装置及方法。
背景技术：
数字答录机已广泛运用在家用电话及电话客户服务系统中。以家用数字 答录机为例，即使主人外出，来电者仍能留下信息或由数字答录机输入某些 指令。而电话客服系统的功能更强大，大幅降低接听者的负担，例如通过数 字答录机将来电者的目的提前分类，以便迅速转接到适合的接听者，或者由 数字答录机要求来电者输入身份资料，使接听者在接听前准备好相关信息。
图1是已知数字答录机的方块图，其运作流程如图2所示。当有来电201 时，首先判断电话是否被接听202，若是，直接进入通话203，若否，则启动 数字答录机204。在数字答录机应答时，数字信号处理器(Digital Signal Processor; DSP)12中的语音解码器22提供原始语音取样信号，经数字模拟转 换器(Digital-to-Analog Converter; DAC)16转换成语音信息，通过模拟前端电 路(Analog Front End; AFE)ll输出到局端电路10给外部的来电端，即播放语 音信息205。来电者根据语音信息的指示按压其电话机上的数字键，产生双声 多频(Dual-Tone Multi-Frequency; DTMF)信号回复给数字答录机。由于操作者 往往在语音信息播放结束之前便开始输入，因此局端电路10在接收DTMF信 号的同时，播放中的语音信息也一并被收音，造成局端电路10传回的信号为 回音信号与DTMF信号组成的混合信号。为了正确地检测DTMF信号，需要 先消除回音，为此，在已知的数字答录机中，自语音解码器22的输出端取得原始语音取样信号当作参考回音。混合信号经模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter; ADC)14转换成混合输出，回音消除演算单元18根据参考回 音消除混合输出中的回音信号，产生回音消除输出给DTMF检测器20，这些 过程即执行回音消除及DTMF检测206。接着，DTMF检测器20判断来电端 是否传送了 DTMF信号207，若是，则进一步判断其输入的指令，再执行对 应的功能208，若否，则结束209。
然而，已知的数字答录机自语音解码器22直接取得原始语音取样信号， 此信号没有经过包含DAC 16和ADC 14的实际回音路径，因此提供的通道特 性少。由于无法得知回音的延迟时间，因此回音消除演算单元18需要庞大的 存储器空间和运算量来消除因长时间延迟所造成的回音，造成成本的增加， 回音消除的效果也不理想。
因此， 一种用于数字答录机的精简回音消除装置及方法乃为所冀。
发明内容
本发明的目的之一，在于提出一种用于数字答录机的精简回音消除装置。
该精简回音消除装置包括模拟前端电路，提供两路径，其中，第一路径供
传递所述混合信号，第二路径供传递参考回音；以及DSP处理器，提供所述 语音信息给所述模拟前端电路传递给所述局端电路，从所述模拟前端电路接 收所述混合信号及所述参考回音，以及根据所述参考回音消除所述混合输出 中的回音。
本发明的目的之一，在于提出一种用于数字答录机的精简回音消除方法。
该精简回音消除方法包括对所述混合信号进行模拟数字转换，产生混合输 出；对原始语音取样信号进行数字模拟转换，产生所述语音信息；从所述语 音信息产生参考回音；对所述参考回音进行模拟数字转换，产生回音参考信 号；以及根据所述参考回音消除所述混合输出中的回音。
根据本发明， 一种用于数字答录机的精简回音消除装置及方法是在模拟前端电路中增加一条回音路径以及在DSP处理器中增加一组ADC，藉以从 DSP处理器提供的语音信息产生回音参考信号。此回音参考信号被用来消除 混合输出中的回音信号。由于此增加的回音路径，回音的延迟时间减少，不 需要庞大的存储器空间和运算量来进行回音消除运算，也能让回音消除的效 果达到理想状态。
图1是已知数字答录机的方块图； 图2是数字答录机运作的流程图； 图3是本发明实施例的方块图4是本发明的精简回音消除演算单元的实施例；以及
图5是图4的实施例的流程图。
附图标号
10 局端电路
11 模拟前端电路
12 DSP处理器 14 ADC
16 DAC
18 回音消除演算
20 DTMF检测
22 语音解码器
201 来电
202 接听？
203 通话
204 启动数字答录机
205 播放语音信息206 执行回音消除和DTMF检测
207 来电端传送DTMF信号？
208 执行对应的功能
209 结束
31 模拟前端电路
32 DSP处理器 34 DAC
36 ADC
38 精简回音消除演算单元
40 能量检测单元
42 近端信号检测单元
44 预测回音延迟暂存器
46 通道系数更新计算单元
48 横向滤波器
50 8接头滤波器系数单元
52 减法器
501 信号自ADC输入
502 ADC输入信号能量检测
503 信号能量大于门槛值？
504 回音消除计算
505 2,000点取样值已满？
506 通道系数更新计算
507 计算回音估测值
508 结果输出(ADC输入-回音估测值)
具体实施例方式
图3是本发明一实施例的方块图，在模拟前端电路31中，除了传递混合信号的路径以外，再增加一条回音路径，DSP处理器32中的语音解码器22 提供的原始语音取样信号经DAC 34转换成语音信息，除了提供给局端电路 10与DTMF信号混成混合信号，同时也经增加的回音路径送回DSP处理器 32，后者增加一组ADC36将参考回音转换为数字的回音参考信号，精简回音 消除演算单元38根据回音参考信号消除混合输出中的回音信号。由于参考回 音和实际回音一样经过数字模拟转换及模拟数字转换，因此参考回音能提供 与实际回音近似的通道特性。因为ADC36与ADC14是以相同工艺制造，因 此参考回音与实际回音的差异仅在于局端电路10中的增益和延迟。通过增加 的回音路径，参考回音与实际回音之间的延迟缩短很多，使得回音消除演算 所需的存储器空间和运算量都大幅降低。此较佳回音消除效果得到的回音消 除输出亦使得DTMF检测器20的检测更精准。
图4是精简回音消除演算单元38的一个实施例。能量检测单元40检测 混合输出的能量，经近端信号检测单元42检测近端信号能量决定是否更新滤 波器系数。当混合输出的信号能量大于门槛值时，关闭能量检测功能，且启 动回音消除机制进行滤波器系数更新，反之则不作动。在回音消除机制运作 期间，回音参考信号暂存于预测回音延迟暂存器44，此预测回音延迟时间根 据实际环境而有所不同。延迟后的回音信号再提供给近端信号检测单元42、 通道系数更新计算单元46以及横向(Tmnsversal)滤波器48。通道系数更新计 算单元46、横向滤波器48以及8接头(Tap)滤波器系数单元50组成回音演算 器，用来产生回音估测值。通道系数更新计算单元46根据回音环境估计回音 通道变化以更新回音通道系数，8接头滤波器系数单元50储存有8个更新的 通道系数估测值，供橫向滤波器48使用，横向滤波器48根据延迟后的回音 信号及通道系数估测值产生回音估测值。由于局端电路10的极大部份由被动 元件组成，仅有极少的主动元件，因此可当作一简单非时变的通道。在本实 施例中，通道系数更新计算单元46只取2,000点取样值估计产生回音通道系 数，当计数取样次数超过2，000点时，停止通道系数更新，仅利用估计的通道系数产生回音估测值。横向滤波器48根据8接头滤波器系数单元50提供的 滤波器系数产生回音估测值，此回音估测值与混合输出经减法器52相减产生 回音消除输出。
图5是图4的实施例的流程图。在接收混合输出501后，先进行混合输 出的信号能量检测502，再判断信号能量是否大于门槛值503，若是，则把接 收混合输出501的信号进行回音消除计算504，若否，回到接收混合输出501。 回音消除计算504启动后，计算2,000点取样值是否已满，若否，继续进行通 道系数更新计算506，若2,000点取样值已满，跳过步骤506,直接计算回音 估测值507，最后将混合输出减去回音估测值，产生结果输出508。
本发明使用两组ADC输入路径并改变参考回音的取得路径，使参考回音 能够提供比现有技术更多的通道特性、縮短参考回音与实际回音之间的延迟， 因此减少回音消除演算所需的存储器空间和运算量，同时提升回音消除的效 果，进而提升数字答录机的DTMF检测能力。
权利要求
1.一种用于数字答录机的精简回音消除装置，所述数字答录机从局端电路接收由DTMF信号与语音信息混成的混合信号，其特征在于，所述精简回音消除装置包括模拟前端电路，提供两路径，其中，第一路径供传递所述混合信号，第二路径供传递参考回音；以及DSP处理器，提供所述语音信息给所述模拟前端电路传递给所述局端电路，从所述模拟前端电路接收所述混合信号及所述参考回音，以及根据所述参考回音消除所述混合输出中的回音。
2. 如权利要求1所述的精简回音消除装置，其特征在于，所述DSP处理 器包括语音解码器，提供原始语音取样信号；数字模拟转换器，转换所述原始语音取样信号产生所述语音信息； 第一模拟数字转换器，转换所述混合信号为混合输出； 第二模拟数字转换器，转换所述参考回音为回音参考信号；以及 精简回音消除演算单元，利用所述回音参考信号进行回音消除演算，并 从所述混合输出产生回音消除输出。
3. 如权利要求2所述的精简回音消除装置，其特征在于，所述精简回音消 除演算单元包括-能量检测单元，检测所述混合输出的能量，当所述混合输出的能量大于门槛值时，关闭能量检测功能，并启动回音消除机制；预测回音延迟暂存器，暂存所述回音参考信号，产生延迟的回音信号； 回音演算器，根据所述延迟的回音信号更新通道系数，并产生回音估测值;以及减法器，将所述混合输出与所述回音估测值相减，产生所述回音消除输出。
4. 如权利要求3所述的精简回音消除装置，其特征在于，所述回音演算器 在取样次数达到临界值时停止更新所述通道系数。
5. —种用于数字答录机的精简回音消除方法，所述数字答录机从局端电路 接收由DTMF信号与语音信息混成的混合信号，其特征在于，所述精简回音 消除方法包括对所述混合信号进行模拟数字转换，产生混合输出； 对原始语音取样信号进行数字模拟转换，产生所述语音信息； 从所述语音信息产生参考回音；对所述参考回音进行模拟数字转换，产生回音参考信号；以及 根据所述参考回音消除所述混合输出中的回音。
6. 如权利要求5所述的精简回音消除方法，其特征在于，所述根据所述参 考回音消除所述混合输出中的回音的步骤包括检测所述混合输出，在所述混合输出的能量大于门槛值时启动回音消除 机制；根据所述回音参考信号更新通道系数； 根据所述回音参考信号及通道系数产生回音估测值；以及 将所述混合输出与回音估测值相减，产生回音消除输出。
7. 如权利要求6所述的精简回音消除方法，其特征在于，所述精简回音消 除方法还包括计算取样次数，在所述取样次数超过临界值时停止更新所述通 道系数。
全文摘要
本发明提供一种用于数字答录机的精简回音消除装置及方法，该精简回音装置包括模拟前端电路，提供两路径，其中，第一路径供传递所述混合信号，第二路径供传递参考回音；以及DSP处理器，提供所述语音信息给所述模拟前端电路传递给所述局端电路，从所述模拟前端电路接收所述混合信号及所述参考回音，以及根据所述参考回音消除所述混合输出中的回音。通过在模拟前端电路增加一条回音路径以及在DSP处理器中使用两组ADC输入路径，取得受话端输入的混合信号以及在本地产生的参考回音，以减少回音延迟时间。本发明不需要庞大的存储器空间及运算量来消除因长时间延迟所造成的回音，也能让回音消除的效果达到理想状态。
文档编号H04M1/64GK101626416SQ200810128070
公开日2010年1月13日 申请日期2008年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者李振升, 蔡効桦 申请人:义隆电子股份有限公司