专利名称：回声去除装置、回声去除方法、程序以及记录介质的制作方法
技术领域：
本技术涉及回声去除装置、回声去除方法、程序以及记录介质，具体涉及一种即使在发生诸如双向通话(doub I e t a I k )的干扰的情况下也能够良好地去除回声的回声去除装置。在双向地传递通过麦克风采集到的信号的系统，诸如电话系统和视频会议系统中，已知由于回声的发生会降低通话质量。例如，如果在远端(远程侧)采集到的语音信号在近端(本地侧)通过扬声器输出，并且再现的语音在近端在麦克风周围传播并被采集，该语音信号作为回声返回至远端。另外，例如，如果在近端采集到的语音信号在远端通过扬声器输出，并且再现的语音在远端在麦克风周围传播并被采集，该语音信号作为回声返回至近端。
图15示意性地示出了回声的产生原理。在图15中，虚线的路径为在远端采集的语音信号yf的回声产生路径。也就是说，在远端通过麦克风采集语音Vf之后获得的语音信号yf被提供给近端的扬声器以进行再现。从扬声器经过麦克风的吸声特性hn之后，再现的语音在近端的麦克风周围传播并被采集。然后，通过语音采集得到的语音信号yn作为回声返回至远端的扬声器以进行再现。类似地，在图15中，点划线是在近端采集的语音信号yn的回声产生路径。也就是说，在近端通过麦克风采集语音Vn之后获得的语音信号yn被提供给远端的扬声器以进行再现。从扬声器经过麦克风的吸声特性hf之后，再现的语音在远端的麦克风周围传播并被采集。然后，通过语音采集得到的语音信号yf作为回声返回至近端的扬声器以进行再现。已经通过估计在远端和近端的传播吸声特性来消除(减去)回声分量。图16示意
性地示出了回声消除原理。在近端处，基于传递特性估计向量来根据从远端发送的语
音信号确定回声估计。然后，将回声估计从通过麦克风采集而获得的语音信号yn中减去，并将去除了回声分量的语音信号发送至远端。另一方面，在远端处，基于传递特性估计向量I h来根据从近端发送的语音信号
确定回声估计。然后，将回声估计从通过麦克风采集的语音信号yf中减去，并将去除了回声分量的语音信号发送至近端。通过典型地为LMS (最小均方)的自适应算法来更新传递特性估计向量。图17示出了被配置成使用LMS算法来更新传递特性估计向量的回声去除装置(回声消除器)200的配置示例。在下面的描述中，回声去除装置200假定为布置在近端。回声去除装置200包括缓冲单元201、寄存器单元202、减法器203，乘法器204、系数单元205以及加法器206。在图17中，扬声器SP再现从远端发送的输入语音信号xk，以输出再现语音。另外，在图17中，麦克风MC在近端采集语音nk。来自扬声器SP的再现语音在通过吸声特性h之后在麦克风MC周围传播并被采集。缓冲单元201暂时积存输入语音信号xk，以输出以能够覆盖回声长度的样本大小N来向量化的输入语音信号向量xk=(xk-N_l,,, xk-2, xk-1, xk)向量。xk表示当前样本。例如，如果输入语音信号xk的采样频率为8kHz而回声的长度为10毫秒，则样本大小N是“80”。寄存器单元202存储N阶传递特性估计向量^。寄存器单元202还计算从缓冲单元201输出的输入语音信号向量xk=(xk-N-l,,, xk-2, xk-1, xk)与N阶传递特性估计向量
的内积，以确定回声估计U十算内积对应于执行卷积运算，并且回声估计1^可以由以下公式(I)确定
权利要求
1.一种回声去除装置，包括 传输路径估计更新处理单元；以及 输出选择单兀， 其中，所述传输路径估计更新处理单元将传输路径估计分为固定部分、保持部分和更新部分；使用来自回声估计的误差来更新所述传输路径估计的所述更新部分，所述回声估计是使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来确定的；在每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零，并且 在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则所述输出选择单元将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差选择为输出语音信号；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则所述输出选择单元将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分单独确定的回声估计的误差选择为所述输出语音信号。
2.根据权利要求I所述的回声去除装置， 其中，所述传输路径估计更新处理单元将所述更新部分设置为第一更新部分并且还独立于所述第一更新部分准备第二更新部分；以来自使用所述传输路径估计的所述固定部分和所述第二更新部分而确定的回声估计的误差来更新所述传输路径估计的所述第二更新部分；在每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述第一更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述第一更新部分和所述第二更新部分清零；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则使所述传输路径估计的所述第二更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述第一更新部分和所述第二更新部分清零。
3.根据权利要求I所述的回声去除装置，还包括 确定单元，其在所述每个固定时段中，基于使用所述传输路径估计的所述固定部分和所述保持部分而确定的回声估计的误差以及使用所述传输路径估计的所述固定部分单独确定的回声估计的误差，来确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计是否优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计。
4.根据权利要求I所述的回声去除装置，其中，所述传输路径估计更新处理单元包括 传输路径估计存储单元，其存储所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分； 回声估计获取单元，其使用输入语音信号以及所述传输路径估计的所述固定部分来获取第一回声估计，并且还使用所述输入语音信号以及所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来获取第三回声估计； 误差信号获取单元，其通过从采集到的信号中减去所述第一回声估计来获取第一误差信号，并且还通过从所述采集到的信号中减去所述第三回声估计来获取第三误差信号；第一传输路径估计更新单元，其基于所述第三误差信号来更新所述传输路径估计的所述更新部分；以及 第二传输路径估计更新单元，其在通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计的情况下，将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零；而在通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计的情况下，使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零，以及 所述输出选择单元在通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计的情况下选择所述第三误差信号作为所述输出语音信号，而在通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计的情况下选择所述第一误差信号作为所述输出语音信号。
5.根据权利要求4所述的回声去除装置， 其中，所述传输路径估计存储单元将所述更新部分设置为第一更新部分并且还独立于所述第一更新部分存储第二更新部分， 所述回声估计获取单元使用所述输入语音信号以及所述传输路径估计的所述固定部分和所述第二更新部分来获取第四回声估计， 所述误差信号获取单元通过从所述采集到的信号中减去所述第四回声估计来获取第四误差信号，并且所述误差信号获取单元还包括第三传输路径估计更新单元，所述第三传输路径估计更新单元更新所述传输路径估计的所述第二更新部分，并且 所述第二传输路径估计更新单元在通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加所获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计的情况下，将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述第一更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述第一更新部分和所述第二更新部分清零；而在通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计的情况下，使所述传输路径估计的所述第二更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述第二更新部分和所述第一更新部分清零。
6.根据权利要求4所述的回声去除装置，其中，所述回声估计获取单元还使用所述输入语音信号以及所述传输路径估计的所述固定部分和所述保持部分来获取第二回声估计， 所述误差信号获取单元还通过从所述采集到的信号中减去所述第二回声估计来获取第二误差信号，所述误差信号获取单元还包括能量获取单元，所述能量获取单元在所述每个固定时段中获取之前紧邻的固定时段的所述采集到的信号的能量EN1、所述第一误差信号的能量EN2、所述第二误差信号的能量EN3以及所述第三误差信号的能量EN4，并且所述误差信号获取单元还包括确定单元，所述确定单元在EN2/EN3>1. O的情况下或者在EN(EN4、EN2或EN3)/EN1〈〈1. O并且EN2/EN3> 1. O的情况下，确定之前紧邻的固定时段中通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计。
7.—种回声去除方法，包括 传输路径估计更新处理步骤；以及 输出选择步骤， 其中，所述传输路径估计更新处理步骤包括 将传输路径估计分为固定部分、保持部分和更新部分； 以来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分以及所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差来更新所述传输路径估计的所述更新部分； 在每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零；以及 在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零，并且 所述输出选择步骤包括 在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分以及所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差选择为输出语音信号；以及 在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分单独确定的回声估计的误差选择为所述输出语音信号。
8.一种使计算机起到传输路径估计更新处理单元和输出选择单元的作用的程序， 其中，所述传输路径估计更新处理单元将传输路径估计分为固定部分、保持部分和更新部分；以来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差来更新所述传输路径估计的所述更新部分；在每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零，并且 在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则所述输出选择单元将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差选择为输出语音信号；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则所述输出选择单元将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分单独确定的回声估计的误差选择为所述输出语音信号。
9.一种记录有用于使计算机起到传输路径估计更新处理单元和输出选择单元的作用的程序的记录介质， 其中，所述传输路径估计更新处理单元将传输路径估计分为固定部分、保持部分和更新部分；以来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差来更新所述传输路径估计的所述更新部分；在每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则将所述传输路径估计的所述保持部分累加到所述传输路径估计的所述固定部分，并且使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则使所述传输路径估计的所述更新部分代替所述传输路径估计的所述保持部分，然后将所述更新部分清零，并且 在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则所述输出选择单元将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分、所述保持部分和所述更新部分的全体来确定的回声估计的误差选择为输出语音信号；在所述每个固定时段中，如果确定通过将所述传输路径估计的所述固定部分与所述保持部分相加而获得的估计不优于所述传输路径估计的所述固定部分单独的估计，则所述输出选择单元将来自使用所述传输路径估计的所述固定部分单独确定的回声估计的误差选择为所述输出语音信号。
全文摘要
提供一种回声去除装置和方法。该装置包括传输路径估计更新处理单元和输出选择单元。基于来自使用固定部分、保持部分和更新部分的全体来确定的回声估计的误差来更新传输路径估计的固定部分。在每个固定时段中，根据通过将固定部分与保持部分相加而获得的估计是否优于固定部分单独的估计来更新这些部分。仅在该估计更优的情况下，将保持部分累加到固定部分，并且使更新部分代替保持部分。根据估计是否更优，把来自使用这些部分的全体来确定的回声估计的误差或者来自使用固定部分单独确定的回声估计的误差选择为输出。
文档编号H04B3/23GK102904608SQ201210253650
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年7月27日
发明者铃木三博 申请人:索尼公司