回波抵消器的制作方法

专利名称：回波抵消器的制作方法
技术领域：
本发明涉及回波抵消器，例如，能够应用于用于声讯会议装置和免提电话装置 等装置的回波抵消器。
背景技术：
以前，对于这种回波抵消器，例如有专利文献1 专利文献4所公开的那样的技 术。
专利文献1所公开的技术主要是用于交换机的回波抵消器，但是是如下的技 术在远程存在具有回波发生源脉冲响应的混合(hybrid)时，根据测定用的特别信号输 出及其响应信号推定到该远程的延迟，即回波路径的初始延迟，代替自适应滤波器的滤 波器系数而分配纯延迟，在之后，分配拥有的剩余的固定抽头长度，由此，缩短实际的 回波抵消器的自适应滤波器的抽头长度。
这是基于抽头长度越大自适应滤波器的收敛时间则越长的公知的事实，专利文 献1的技术，就是利用了在自适应滤波器的抽头之中对回波路径的初始延迟部分所分配 的抽头实际上无助于回波的除去的事实。
专利文献1日本特开平8-251079号公报
专利文献2日本特开平8-79136号公报
专利文献3日本特开平9-55687号公报
专利文献4日本特开2006-157498号公报
但是，若直接在语音回波抵消器使用上述专利文献1记载的技术，则存在如下 的问题因为语音回波的回波路径的情况同线路回波的情况完全不同，自适应滤波器的 抽头系数位置分配依然会过多或不足。因为在语音回波路径中，不仅是初始延迟，初始 延迟以后的回波响应(散射时间响应)也大不相同(就是说，因为回波响应的尾部长度各 不相同)。
但是，这是自然的不可避免的现象。线路回波的回波路径是为了满足电话通信 线路的标准而被某种程度统一制造的混合电路的响应，而语音回波路径是由扬声器播放 的语音到由麦克风集音的语音路径、即包含因存在近端讲话人而引起的反射的房间的语 音反射的响应，因此，该响应千差万别是很自然的。
但是，专利文献1记载的技术，针对该问题，需要预先具有针对各种假设的回 波路径的最大长度的滤波器长度。假设实际的语音回波路径的初始延迟和散射响应都并 不那么大的话，将剩余的长大的抽头全部从紧挨着其后开始进行分配，不能缩短不需要 的滤波器系数抽头。因此，存在收敛时间变长的问题。
更坏的情况，在自适应滤波器驱动超过本来需要的抽头数时，由于不必要的抽 头成为产生回波推定误差的原因，常常使回波除去性能劣化。
而且，存在如下的问题即使是作为误差产生原因的滤波器处理、系数更新处 理，也完全与作为回波抵消器而本来需要的部分同样地进行其计算处理，因此，产生在DSP中进行的运算处理、运算功率的浪费。
针对此根本性的问题，专利文献2和专利文献3中记载的技术，公开了如下的技 术缩短不只是对初始延迟而且还包括对回波路径的散射响应部分所分配的自适应滤波 器的抽头长度的技术。
专利文献2中公开的技术是根据消除误差的大小来判定自适应滤波器的收敛 程度，若判定为消除误差小了，则将自适应滤波器的抽头中大小小的滤波器系数复位。 由于自适应滤波器不使用复位系数部分，所以使抽头数减小了。
另外，专利文献3中记载的技术公开了 把自适应滤波器的抽头系数分割成几 个大块，在通过初始动作推定出初始延迟之后，在使收敛继续推进的同时以块为单位来 判定抽头系数的功率是否超过固定的阈值，将超过阈值的部分作为基本的ADF系数更新 对象区域来使用，其后，监视残差信号的增减，同时，一般来说，试着删除最末尾块， 若回波除去性能(ERLE)劣化了则再次追加，通过反复进行此操作来进行大致的抽头最 优化。
但是，即使是这些技术也常常会发生不理想的情况。
在专利文献2的技术中，简单地把系数与固定阈值进行比较，削除较小值的系 数。结果，虽然抽头数变小了，但是会间拔状地消减抽头，甚至会发生将根据输入成分 碰巧具有较小的值的正确的抽头系数也消除了的情况，使性能劣化。另外，存在如下的 问题因为，在残差较小时自动地削除系数小的部分，所以在是语音信号等存在参照输 入电平的变动的信号时，残差信号小，只是参照输入电平和与之相伴的回波小所引起的 自然的现象，所以，运行系数消减处理，需要的系数也甚至成为削除对象，渐渐地变成 不能充分消去回波。
在专利文献3的技术中，存在如下的问题ADF的抽头系数块长度的确定方 法，需要对根据房间大小等进行最优设计熟练，难以实现与应用对象相应的灵活的决定/ 设计。而且，使抽头系数成为以块为单位后，反复进行抽头数增减的试验，所以，作为 其结果，反复发生回波除去性能的劣化，使通话质量劣化。
对于这些困难，专利文献4公开的技术公开了如下的优异性能的回波抵消技 术根据自适应滤波器的系数的最大值计算初始延迟，针对初始延迟部分分配延迟来节 约与初始延迟相当的部分的自适应滤波器的抽头长度，并且，把自适应滤波器进一步分 割成长度不同的多个块，以各个块计算系数的标准化功率乘积和值，根据块内的标准化 功率是否是越是趋向与延迟后方相当的抽头越是变小来判定自适应滤波器是否收敛，
设置固定的阈值，若
阈值>后半块的功率/前半块的功率，
则延长块，若
阈值<后半块的功率/前半块的功率，
则缩短块，由此，以预先决定的块为单位增减抽头系数，即使对于散射时间部 分的抽头长度，也尝试了节约。
但是，该专利文献4的方法也存在下面的那样的问题。例如，在近端讲话人侧 的噪声多，回波和噪声的功率的差较小时，针对抽头系数的功率，差也没有表现得那么 大，所以，块渐渐地被延长，而趋向最大长度。7
这样，如果由于噪声而不能除去回波，则希望尽可能使抽头长度缩短来实现运 算处理的资源和运算功率的节约。
反之，即使在噪声和回波的功率差较大时，若块的转换点与回波路径的主要的 部分赶到了一起，则，如果缩短了 1个块，抽头就会突然不足，接着，为了对此进行补 偿而再次延长抽头长度，反复进行更新系数的动作，因此，与专利文献3同样，存在反 复发生回波消去性能劣化的问题。发明内容
因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供如下的回波抵消 器其监视回波抵消器的回波消去量和自适应滤波器系数的系数值的特性关系，计算实 际上有效地起到除去回波的作用的抽头系数部分，只是选择性地使该部分作为自适应滤 波器而发挥功能，使剩余的部分停止动作，由此，使抽头数减少而不会使回波消去性能 劣化。而且，不会伴随回波除去性能的劣化而使运算规模/运算功率减小，并使抽头长 度缩短而进行动作，因此，也能够快速地应对状态变化。
为了解决这样的课题，本发明之1是回波抵消器，具备利用远端输入信号形成 模拟回波信号的自适应滤波器和使用模拟回波信号除去近端输入信号中所包含的回波信 号的回波成分除去单元，其特征在于，具备(1)回波消去量计算单元，基于输入到回 波成分除去单元的近端输入信号和从回波成分除去单元输出的输出信号，求出在整个规 定期间内的回波消去量的平均值，依次更新回波消去量的平均值，检测自适应滤波器的 收敛状态，求出自适应滤波器收敛状态下的收敛时回波消去量；( 系数选择单元，若 从回波消去量计算单元接收了自适应滤波器的收敛状态的检测信号，则求出自适应滤波 器保持的全部抽头系数的功率总和与自适应滤波器的抽头系数中的将抽头分配设成外插 的抽头系数的部分功率和的功率比，基于收敛时回波消去量和功率比，决定对回波成分 除去实际有效的有效抽头数。自适应滤波器只更新系数选择单元已决定的有效抽头数。
本发明之2的回波抵消器，具备利用远端输入信号形成模拟回波信号的自适应 滤波器和使用模拟回波信号除去近端输入信号中所包含的回波信号的回波成分除去单 元，其特征在于，具备(1)语音检测单元，检测在接收路径上是否输入了语音信号； (2)回波/噪声计算单元，基于语音检测单元的语音检测结果，根据近端输入信号中所包 含的回波信号的大小和近端输入信号中所包含的噪声的大小，求出回波信号和噪声的大 小比或差，进行该比或差与阈值的比较；( 有效判定单元，基于来自回波/噪声计算单 元的比较结果，判定是否使该回波抵消器的动作有效；(4)省功率优先判定单元，在利 用回波损耗计算单元计算出的衰减量超过了阈值的情况下，或者由有效判定单元判定为 使该回波抵消器的动作停止的情况下，使该回波抵消器的动作停止，使近端输入信号通 过。
根据本发明，监视回波抵消器的回波消去量和自适应滤波器系数的系数值的特 性关系，计算实际上有效地起到除去回波的作用的抽头系数部分，只是选择性地使该部 分作为自适应滤波器而发挥功能，停止剩余部分的动作，由此，能够使抽头数减少而不 会使回波消去性能劣化。


图1是表示第1实施方式的回波抵消器的构成的方框图。
图2是表示第1实施方式的自适应滤波器的构成的方框图。
图3是说明第1实施方式的回波消去量和抽头系数功率之间的关系的说明图。
图4是说明第1实施方式的自适应滤波器11的抽头系数和实际的POW_LOG(m) 的状况的说明图。
图5是表示第2实施方式的回波抵消器的构成的方框图。
图6是表示第3实施方式的回波抵消器的构成的方框图。
图7是表示第3实施方式的初始延迟推定部的构成的方框图。
图8是表示第4实施方式的回波抵消器的构成的方框图。
图9是表示第4实施方式的初始延迟和回波状态判定部的构成的方框图。
符号的说明
100A 100D...回波抵消器、1...接收输入端子、2...接收输出端子、3...数字/模 拟变换器(D/A)、4...扬声器、5...麦克风、6...模拟/数字变换器(A/D)、7...发送输入端 子、8...发送输出端子、9...抵消加法计算器、10、21...系数选择部、11...自适应滤波器、 12...语音检测器(VAD)、13、20...回波消去量计算器、30...初始延迟推定部、40...初始 延迟和回波状态判定部、48...开关、49...省功率优先判定部、Ila...抽头系数部、lib...乘 积和演算部、lie...保持寄存器、lid...系数更新部、31r...频率变换部、32r、42r...频率选 择部、33r...功率计算部、31s、41...频率变换部、32s、42...频率选择部、3 ...功率计算 部、34...时间差计算部、35...按频率区别的时间差背离判定部、36...初始延迟量决定部、 43...回波损耗计算部、44...回波/噪声比计算部、46...抵消有效判定部。
具体实施方式
(A)第1实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的回波抵消器的第1实施方式。
(A-I)第1实施方式的构成
图1是表示第1实施方式的回波抵消器100A的构成的方框图。在图1中，左侧 是没有图示的远端讲话人侧，右侧是没有图示的近端讲话人侧。
在图1中，回波抵消器100A由接收输入端子Rinl、接收输出端子Rout2、数字 /模拟变换器(以后D/A)3、扬声器4、麦克风5、模拟/数字变换器(以后A/D)6、发 送输入端子S:hi7、发送输出端子Sout8、抵消加法计算器9、系数选择部10、自适应滤波 器(ADF: AdaptiveFilter) 11、语音检测器 I2 (VAD Voice Activity Detector)、回波消去量 计算器(ACANC) 13构成。
接收输入端子Rinl是输入远端讲话人的语音信号被数字化后的远端输入信号 (也叫做远端讲话人信号)χ(η)的端子。接收输出端子Rout2是将来自远端讲话人的远端 输入信号xCn)向D/A3输出的端子。
数字/模拟变换器(D/A) 3把从接收输出端子Rout2输出的数字信号变换成模拟 信号并提供给扬声器4。
扬声器4从D/A3接受语音信号并把语音向空间播放。9
麦克风5收集近端侧的语音，并把语音信号向模拟/数字变换器6提供。
模拟/数字变换器6把来自麦克风5的语音信号从模拟信号变换成数字信号并提 供给发送输入端子Sin7。
发送输入端子Sin7是输入从模拟/数字变换器6输出的近端输入信号(也叫近 端讲话人信号)的端子。该近端输入信号是包含回波信号的信号。另外，发送输出端子 SoutS是把来自抵消加法计算器9的输出信号向远端讲话人侧发送的输出端子。
抵消加法计算器9是把从发送输入端子Sin7输入的近端输入信号和来自自适应 滤波器11的模拟回波信号y’(η)进行加法运算，来除去近端输入信号中包含的回波信号 y(n)的回波成分除去单元。另外，抵消加法计算器9把加法计算处理后的残差信号e(n) 向自适应滤波器11、回波消去量计算器13和发送输出端子SoutS输出。
语音检测器12判定从接收输入端子Rinl输入的远端输入信号χ (η)中是否存在 语音，在存在语音的情况下，把语音检测结果(v_flg)提供给回波消去量计算器13。例 如，在检测出语音的情况下，输出v_flg=l。
回波消去量计算器13基于输入到抵消加法计算器9的输入信号的功率和从抵消 加法计算器9输出的输出信号的功率，计算回波消去量的平均值。另外，回波消去量计 算器13反映随着收敛渐渐变大的回波消去量，来依次更新回波消去量的平均值，根据回 波消去量的平均值的变动量与上次的回波消去量的平均值的变动量相比变小了，判定自 适应滤波器11的系数的变化收敛了，把其语音检测结果(svp_flg)和此时的回波消去量 (ACANC_UP(nT),也叫做收敛时回波消去量)提供给系数选择部10。此外，在该实施 方式中，例如，在检测出自适应滤波器11的收敛状态的情况下，将SUV_flg = 1提供给系 数选择部10。
自适应滤波器11输入输入信号χ (η)和来自抵消加法计算器9的输出信号e (η)， 生成模拟回波信号y’ (η),并提供给抵消加法计算器9。另外，自适应滤波器11也把抽 头系数向系数选择部10输出。
图2是表示自适应滤波器11的内部构成的方框图。在图2中，自适应滤波器11 至少具有抽头系数部11a、乘积和运算部lib、保持寄存器11c、系数更新部lid。
抽头系数部Ila保存滤波器系数。抽头系数部Ila保存N个系数值，作为1个 系数矢量处理。例如，在第1实施方式，设为N =IOM个，但是，不是特别限定于此。 另外，抽头系数部Ila向系数选择部10输出抽头系数。
乘积和运算部lib基于抽头系数部Ila的系数矢量和保持寄存器Ilc中所保持的 数据矢量进行乘积和运算，计算模拟回波信号y(n)。乘积和运算部lib从系数选择部10 输入抽头开始点st和抽头结束点end，使用从该抽头开始点st到抽头结束点end为止的抽 头系数进行乘积和运算。
保持寄存器Ilc保存来自接收输入端子Rinl的远端输入信号χ (η)。保持寄存器 Ilc储存N个过去的采样，作为数据矢量处理。
系数更新部1 Id从抵消加法计算器9接受残差信号e (η)，从保持寄存器1 Ic接受 信号Χ(η)矢量，使用规定的算法更新自适应滤波器11的滤波器系数，并把更新后的滤波 器系数提供给抽头系数部11a。系数更新部Ild从系数选择部10输入抽头开始点St和抽 头结束点end，进行从该抽头开始点st到抽头结束点end为止的抽头系数的更新。
系数选择部10计算自适应滤波器11的抽头系数部Ila的抽头系数功率的总和， 和抽头系数的部分功率和，计算抽头系数功率的总和与抽头系数的部分功率和的比值， 基于回波消去量计算器13计算出的回波消去量与上述比值，及用于使性能稳定的阈值 δ acanc,决定对回波除去有实际效果的自适应滤波器11的抽头数(以下，也叫做有效抽 头数)。
另外，系数选择部10把抽头开始点St和抽头结束点end作为已决定的对回波除 去有实际效果的自适应滤波器11的抽头数提供给自适应滤波器11的系数更新部Ild和乘 积和运算部lib。
据此，可以只是使对回波除去有实际效果的自适应滤波器11的抽头数(有效抽 头数)进行系数更新，并且，使用其用于模拟回波信号的产生，所以，能够避免无用的 抽头系数的更新处理，因为能够使滤波器系数变短，从而能够提高自适应滤波器11的跟 随速度。并且，回波消去性能能够保持收敛时的性能，所以，例如能够实现通话时没有 回波感的通话。
(A-2)第1实施方式的动作
接着，参照附图，详细说明第1实施方式的回波抵消器100A中的处理。
设来自未图示的远端讲话人的语音信号作为被数字化后的信号而到来。接收语 音信号xCn)被输入到语音检测器12和自适应滤波器11、接收输出端子Rcmt2。有关在 语音检测器12和自适应滤波器11中的动作将在后面叙述。此外，η是采样顺序。
从接收输出端子Rout2输出的信号在D/A3中被变换成模拟信号后，在扬声器4 中变成语音向空间播放。
另外，从扬声器4播放出来的信号作为语音信号被提供给没有图示的近端的讲 话人，但是一部分的语音向麦克风5回馈输入。
向麦克风5输入的信号y，在A/D6中被变换为数字信号，成为回波信号y(n)， 被输出到抵消加法计算器9和回波消去量计算器13。
作为自适应滤波器11的输出的模拟回波y’(η)被输出到抵消加法计算器9，与 回波信号y(n)相抵。
把抵消加法计算器9的输出信号e(n)向回波消去量计算器13和发送输出端子 SoutS输出。另外，作为输出信号的残差信号e(n)也被输出到自适应滤波器11，如后述 那样用于自适应滤波器11的系数更新。
从发送输出端子SoutS输出的信号被发送给没有图示的远端讲话人，用于同远端 讲话人之间的对话。
(A-2-1)语音检测器12中的处理
下面就各构成块的动作进行详细说明。首先，详细说明输入来自远端讲话人的 语音信号Χ (η)的语音检测器12中的动作。
对于基于语音检测器12的语音检测方法，若能够根据输入信号xCn)检测出语音 的有无，则能够广泛应用各种方法，在第1实施方式，示例了例如应用如下所示的语音 区间检测方法的情况。
例如，语音检测器12分别使用式(1)、式(2)各式计算|χ(η) I的短期平均 short (η),长期平均\_101^(11)，在下列的式(3)的条件成立时，判定为“存在语音”，在式(3)的条件不成立时，判定为“没有语音”。
x_short (η)
= 5S ‘ |x(n) I+(1.0-δ s) · x_short(k_l)... (1)
xjong (η)
= δ 1 . |x (η) |+(1.0-δ 1) · x_long (k_l)…O)
其中，0< δκ .0、O < δ 1^1.0(上述1是L的小写字母)(语音检测条件)
x_short (η) >x_long (η) +VAD12_m (dB)…(3)
在此，δ s、δ 1是决定平均跟随速率的常数。若δ s、δ 1大，则敏感地反应 时间变动，然而也容易受到背景噪声的影响，若小，则跟随粗略的成分，对噪声的影响 变得迟钝。
在第1实施方式中，例如，令δ s为0.4、δ 1为0.002，令VAD12_m为6dB，但不限定于该值。另外，式(3)是以dB表现的，但若不是以dB表现的而是以通常书写 表示，则如以下那样。
x_short (η) >x_long (η) X VAD12_mlin... (3，)
在此，在这种情况下，例如，VAD12_mKn成为2.0。
另外，优选根据采样频率不同适当变更δ s、δ ，例如，当然可以不根据采样 频率变化，将S s设定成与上升20m s相当，将δ 1设定成与5秒相当等。
(Α-2-2)回波消去量计算器13中的处理
下面说明回波消去量计算器13中的回波消去量的计算方法和自适应滤波器11的 系数变化的收敛状态的判定方法。
例如，回波消去量计算器13在从语音检测器12接受了语音检测信号(例如， v_flg=l)的输出时，根据抵消加法计算器9的输入输出信号的功率计算回波消去量 ACANC。这是因为，在未产生回波时，即使计算回波消去量也没有意义，所以只在检测 出语音的期间计算回波消去量。
回波消去量计算器13输入来自发送输入端子Sin7的信号y(n)和来自抵消加法 计算器9的输出信号e (η)，如式⑷所示那样计算回波消去量的瞬时值ACANC_S (η)。
ACANC_S (η)
= 10LOG10{ (y2 (η)) / (e2 (η)) }... (4)
在第1实施方式中，如式(4)那样使用信号的功率，但作为不同的方法也可以如 式(5)那样使用信号的绝对值。
ACANC_S (η)
= 20LOG10{|y(n)|/|e(n)|)...(5)
在此，Il表示取绝对值。
其次，回波消去量计算器13如式(6)那样计算回波消去量的平滑值ACANC_ L (η)。
ACANC_L (η)
= δ · ACANC_L (η-1) + (1- δ ) ACANC_S (η)... (6)
在此，在式(6)中，δ是表示平滑的平滑程度的常数，存在式(7)的关系。
O < δ < 1.0...(7)
在δ小时，跟随瞬时值ACANC_S(n)的速率快，但是同时，在存在噪声成分 时，也容易受到该噪声的影响。另一方面，在δ大时，反映瞬时值ACANC_S(n)的粗 略的变化，也不容易受到噪声成分的影响。在第1实施方式中，示例了令S = 0.998的 情况，但是不特别限定该值。
另外，根据式0)、式(5)可知，回波消去量的瞬时值ACANC_S(n)和平滑值 ACANC_L(n)随着自适应滤波器11的自适应的推进并能够发挥回波除去性能，而取大的值。
回波消去量计算器13使用计算出的平滑值ACANC_L(n)，在每个固定期间 nT,如式(8)、式(9)所示那样计算回波消去量的平滑值ACANC_L(n)的值的上升值 ACANC_UP (nT)。
若ACANC_L (η) > ACANC_UP (nT)
则ACANCJJP (nT) = ACANC_L (η)... (8)
若ACANC_L (η) <ACANC_UP (nT)
则ACANCJJP (nT) = ACANC_UP ((η— 1) Τ)... (9)
就是说，ACANC_UP (nT)表示把最新的当前采样值ACANC_L (η)与在上次nT 的时刻计算出的ACANC_UP(nT)比较，哪个大就取哪个值作为新的ACAN_UP(nT)继续更新下去。
进而，回波消去量计算器13，在实施式(8)时，如式(10)那样计算其上升的程 度diff_ACANC大到什么程度。
diff_ACANC (nT)
= ACANCJJP (nT) _ACANC_UP ((η— 1) Τ)... (10)
另外，回波消去量计算器13判定式(11)是否成立。
diff_ACANC (nT)
<diff_ACANC((n-l)T)+5 2...(11)
在此，令δ2为2dB，但不限定于此。
而且，式(11)成立时，回波消去量计算器13判定为自适应滤波器11的系数变 化已收敛，作为其判定结果，将svp_flg= ^nACANCJJP(IiT)向系数选择部10输出。
(AH)自适应滤波器11中的处理
使用图1和图2说明自适应滤波器11中的处理。
首先，保持寄存器Ilc保存来自接收输入端子Rinl的信号χ (η)。
这时，保持寄存器Ilc如下面那样，把信号xCn)作为数据矢量来处理。就是 说，储存了 N个数量的过去采样。
χ(η)=[χ(η)、χ(η_1)、…、xCn-N+l)]' ...(12)
在此，η是采样顺序，N是自适应滤波器11的抽头数(例如， 个，但不限定于此)，t表示矩阵的转置。
另外，抽头系数部Ila中保存了未图示的滤波器系数(抽头系数)，保持有N个 系数值。如后述那样，由系数更新部Ild时刻更新系数的值。
例如，将抽头系数部Ila的N个系数如式(13)所示那样作为1个系数矢量处理。
H(n) =[h(0)、h(l)、…、h(N-l)]' ...(13)13
在此，N是自适应滤波器11的抽头数。
乘积和运算部lib接受抽头系数部Ila的系数矢量和保持寄存器Ilc的数据矢 量，如式(14)所示那样计算y’(η)。该y’(η)是模拟回波的采样数据。y’(η)具有 1个值，是标量值数据。
数学公式权利要求
1.一种回波抵消器，具备利用远端输入信号形成模拟回波信号的自适应滤波器和使 用上述模拟回波信号除去近端输入信号中所包含的回波信号的回波成分除去单元，其特 征在于，具备回波消去量计算单元，基于输入到上述回波成分除去单元的上述近端输入信号和 从上述回波成分除去单元输出的输出信号，求出在整个规定期间内的回波消去量的平均 值，依次更新上述回波消去量的平均值，检测上述自适应滤波器的收敛状态，求出上述 自适应滤波器收敛状态下的收敛时回波消去量；系数选择单元，若从上述回波消去量计算单元接受了上述自适应滤波器的收敛状态 的检测信号，则求出上述自适应滤波器保持的全部抽头系数的功率总和与上述自适应滤 波器的抽头系数中的将抽头分配设成外插的抽头系数的部分功率和的功率比，基于上述 收敛时回波消去量和上述功率比，决定对回波成分除去实际有效的有效抽头数，其中，上述自适应滤波器只更新上述系数选择单元已决定的上述有效抽头数。
2.根据权利要求1所述的回波抵消器，其特征在于，上述系数选择单元求出的上述部分功率和是上述自适应滤波器的抽头系数中的从上 述有效抽头数开始的在时间上是后方部分的抽头系数的功率和。
3.根据权利要求1或2所述的回波抵消器，其特征在于，上述系数选择单元基于上述收敛时回波消去量和上述功率比，利用以下的运算式求 出上述有效抽头数。数学公式6
4.根据权利要求3所述的回波抵消器，其特征在于，上述系数选择单元通过把利用预先决定的方法得到的抽头开始点和利用上述运算式 求出的抽头数m作为上述自适应滤波器的抽头结束点提供给上述自适应滤波器，来决定 上述有效抽头数。
5.根据权利要求1 4的任意一项所述的回波抵消器，其特征在于，具备检测在接收路径上是否输入了语音信号的语音检测单元，上述回波消去量计算单元，只在上述语音检测单元检测出语音的情况下，求出上述 回波消去量的平均值。
6.根据权利要求1 5的任意一项所述的回波抵消器，其特征在于，上述回波消去量计算单元，在由上述系数选择单元决定了有效抽头数后，也继续更 新上述回波消去量的平均值，若检测出上述回波消去量的劣化，则对上述系数选择单元 提供回波消去性能劣化信号，上述系数选择单元，若收到上述回波消去性能劣化信号，则把上述自适应滤波器恢 复到初始状态。
7.根据权利要求6所述的回波抵消器，其特征在于，上述回波消去量计算单元，根据由于未抵消而从上述回波消去量的平均最大值中减 少了一定量时的回波消去量的值和保持了回波消去量的平均最大值时的回波消去量的值 之间的大小关系，检测出上述回波消去量的劣化。
8.根据权利要求7所述的回波抵消器，其特征在于，上述回波消去量计算单元，在上述回波消去量的短期最大值比从上述回波消去量的 长期最大值中减去规定值后的值还低的情况下，检测出上述回波消去量的劣化。
9.根据权利要求6所述的回波抵消器，其特征在于，系数选择单元将作为抽头开始点的0和作为抽头结束点的上述自适应滤波器的全部 抽头数对上述自适应滤波器输出。
10.根据权利要求1 9的任意一项所述的回波抵消器，其特征在于，还具备基于上述远端输入信号和上述近端输入信号来推定回波路径的初始延迟的初 始延迟推定单元。
11.根据权利要求10所述的回波抵消器，其特征在于，上述初始延迟推定单元具有第1频率变换部，把上述远端输入信号变换成频率成分；第1频率选择部，选择由上述第1频率变换部变换后的频率成分中的1个或多个的频 率成分；第1功率计算部，求出上述第1频率选择部选择的频率成分的功率；第2频率变换部，把上述回波信号变换成频率成分；第2频率选择部，选择由上述第2频率变换部变换后的频率成分中的1个或多个的频 率成分；第2功率计算部，求出上述第2频率选择部选择的频率成分的功率；时间差计算部，求出上述第1功率计算部求出的上述远端输入信号的每个频率的功 率的上升和上述第2功率计算部求出的上述回波信号的每个频率的功率的上升之间的时 间差，基于上述时间差，求出回波路径的初始延迟量，决定上述自适应滤波器的抽头开 始点。
12.根据权利要求11所述的回波抵消器，其特征在于，上述初始延迟推定单元还具有根据上述时间差计算部求出的每个频率的上述时间 差求出回波路径的初始延迟量的波动，并判定上述回波路径的初始延迟量的波动是否在 规定范围内的按频率区别的时间差背离判定部，上述按频率区别的时间差背离判定部，若判定为上述回波路径的初始延迟量的波动 在规定范围内，则把来自上述时间差计算部的上述每个频率的上述时间差之中的最小的时间差作为回波路径的初始延迟量，来决定上述自适应滤波器的抽头开始点。
13.根据权利要求11所述的回波抵消器，其特征在于，上述初始延迟推定单元还具有初始延迟量决定部，该初始延迟量决定部，按每个时 间保持多个来自上述时间差计算部的针对各频率成分的回波路径的初始延迟量推定值， 在多个推定值在预先决定的规定范围内时，设定最终的回波路径的初始延迟推定量，将 上述自适应滤波器的抽头开始点决定为回波路径的初始延迟。
14.根据权利要求12所述的回波抵消器，其特征在于，上述初始延迟推定单元还具有初始延迟量决定部，该初始延迟量决定部，按每个时 间保持多个上述按频率区别的时间差背离判定部输出的回波路径的初始延迟量推定值， 在多个推定值在预先决定的规定范围内时，设定最终的回波路径的初始延迟推定量，将 上述自适应滤波器的抽头开始点决定为回波路径的初始延迟。
15.根据权利要求5 14的任意一项所述的回波抵消器，其特征在于，具备回波损耗计算单元，基于利用上述语音检测单元检测出语音的期间的上述远端输入信号的大小和上述近端输入信号的大小，求出回波路径中的语音的衰减量，并进行上述 衰减量和阈值的比较；回波/噪声计算单元，基于上述语音检测单元的语音检测结果，根据上述近端输入 信号中所包含的回波信号的大小和上述近端输入信号中所包含的噪声的大小，求出上述 回波信号和噪声的大小比或差，进行该比或差与阈值的比较；有效判定单元，基于来自上述回波/噪声计算单元的比较结果，判定是否使该回波 抵消器的动作有效；省功率优先判定单元，在利用上述回波损耗计算单元计算出的上述衰减量超过了阈 值的情况下，或者由上述有效判定单元判定为使该回波抵消器的动作停止的情况下，使 该回波抵消器的动作停止，使上述近端输入信号通过。
16.根据权利要求15所述的回波抵消器，其特征在于，上述回波/噪声计算单元，对多个频率成分进行上述近端输入信号中所包含的回波 信号的功率和噪声的功率的比或差与阈值之间的大小比较。
17.根据权利要求15或16所述的回波抵消器，其特征在于，上述有效判定单元，接受上述有效判定单元的判定结果，在只有预先决定的个数以 下的多个频率成分超过阈值时，停止回波抵消器的动作。
18.根据权利要求10 17的任意一项所述的回波抵消器，其特征在于，上述初始推定单元，对于利用上述回波/噪声计算单元计算出的比或差超过了阈值 的各频率成分，按回波功率从大到小的频率顺序，把预先决定的个数的频率成分选择为 用于初始延迟的推定。
19.一种回波抵消器，具备利用远端输入信号形成模拟回波信号的自适应滤波器和使 用上述模拟回波信号除去近端输入信号中所包含的回波信号的回波成分除去单元，其特 征在于，具备语音检测单元，检测在接收路径上是否输入了语音信号；回波/噪声计算单元，基于上述语音检测单元的语音检测结果，根据上述近端输入 信号中所包含的回波信号的大小和上述近端输入信号中所包含的噪声的大小，求出上述回波信号和噪声的大小的比或差，并进行该比或差与阈值的比较；有效判定单元，基于来自上述回波/噪声计算单元的比较结果，判定是否使该回波 抵消器的动作有效；省功率优先判定单元，在利用上述回波损耗计算单元计算出的上述衰减量超过了阈 值的情况下，或者由上述有效判定单元判定为使该回波抵消器的动作停止的情况下，使 该回波抵消器的动作停止，使上述近端输入信号通过。
20.根据权利要求19所述的回波抵消器，其特征在于，上述回波/噪声计算单元，对多个频率成分进行上述近端输入信号中所包含的回波 信号的功率和噪声的功率的比或差与阈值之间的大小比较。
21.根据权利要求19或20所述的回波抵消器，其特征在于，上述有效判定单元，接受上述有效判定单元的判定结果，在只有预先决定的个数以 下的多个频率成分超过阈值时，停止回波抵消器的动作。
全文摘要
本发明提供一种回波抵消器，回波成分除去单元使用来自自适应滤波器的模拟回波信号除去回波信号，其特征在于，基于回波成分除去单元的输入信号和输出信号求出在整个规定期间内的回波消去量的平均值，检测自适应滤波器的收敛状态，在自适应滤波器为收敛状态时求出自适应滤波器保持的全部抽头系数的功率总和与自适应滤波器的抽头系数中的将抽头分配设为外插的抽头系数的部分功率和之间的功率比，基于收敛时回波消去量和功率比决定对回波成分除去有实际效果的有效抽头数，自适应滤波器只更新系数选择单元决定的有效抽头数。计算实际对除去回波起有效作用的抽头系数部分，只选择性地使该部分作为自适应滤波器发挥机能，使抽头数减少而不会使回波消去性能劣化。
文档编号H04B3/23GK102025395SQ201010208890
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月18日 优先权日2009年9月9日
发明者高田真资 申请人:冲电气工业株式会社