回波去除的制作方法
【專利說(shuō)明】回波去除
【背景技術(shù)】
[0001] 設(shè)備可具有可以用來(lái)從周圍環(huán)境接收音頻信號(hào)的音頻輸入裝置。該設(shè)備還可具有 可以用來(lái)向周圍環(huán)境輸出音頻信號(hào)的音頻輸出裝置。例如，設(shè)備可具有用于輸出音頻信號(hào) 的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器和用于接收音頻信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)音器。從設(shè)備的(一個(gè)或多個(gè))揚(yáng) 聲器輸出的音頻信號(hào)可在被(一個(gè)或多個(gè))擴(kuò)音器接收到的音頻信號(hào)中被作為"回波"接收。 情況可能是在接收到的音頻信號(hào)中并不期望此回波。例如，設(shè)備可以是在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與另一 用戶設(shè)備的諸如音頻或視頻呼叫之類的通信事件中使用的用戶設(shè)備(例如，移動(dòng)電話、平板 電腦、膝上型計(jì)算機(jī)、PC等)。呼叫的遠(yuǎn)端信號(hào)可被從用戶設(shè)備處的揚(yáng)聲器輸出，并且可在 設(shè)備處的擴(kuò)音器接收到的音頻信號(hào)中被作為回波接收。此類回波可能是對(duì)呼叫的用戶的干 擾，并且呼叫的感知質(zhì)量可能由于該回波而被降低。特別地，對(duì)于近端音頻信號(hào)回波可引起 干擾，該近端音頻信號(hào)意圖被擴(kuò)音器接收并被發(fā)射到呼叫中的遠(yuǎn)端。因此，可以對(duì)接收音頻 信號(hào)應(yīng)用回波消除和/或回波抑制，從而抑制接收音頻信號(hào)中的回波。接收音頻信號(hào)中的 回波的功率可根據(jù)用戶設(shè)備的布置而改變。例如，用戶設(shè)備可以是移動(dòng)電話，并且在那種情 況下，與移動(dòng)電話不在"免提"模式下操作時(shí)相比，接收音頻信號(hào)中的回波的功率在移動(dòng)電 話在"免提"模式下操作時(shí)正常地將會(huì)更高。
[0002] 回波消除(或"回波消減"）技術(shù)旨在基于從揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)的知識(shí)來(lái)估計(jì) 包括于在擴(kuò)音器中接收到的音頻信號(hào)中的回波信號(hào)。然后，可以從接收音頻信號(hào)減去回波 信號(hào)的估計(jì)，從而從接收音頻信號(hào)去除回波中的至少某些。回波抑制用來(lái)對(duì)接收音頻信號(hào) 應(yīng)用頻率相關(guān)抑制，從而抑制接收音頻信號(hào)中的回波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡(jiǎn)化形式介紹下面在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的概念的 選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不意圖識(shí)別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，其也不意圖用來(lái) 限制要求保護(hù)的主題的范圍。
[0004] 提供了一種去除接收音頻信號(hào)中的回波的方法。作為回波去除的一部分，使用適 應(yīng)模型基于輸出音頻信號(hào)和接收音頻信號(hào)來(lái)確定接收音頻信號(hào)中的回波的適應(yīng)模型估計(jì)。 該適應(yīng)模型執(zhí)行包括收斂參數(shù)的算法以確定濾波系數(shù)并使用所述濾波系數(shù)來(lái)對(duì)輸出音頻 信號(hào)進(jìn)行濾波以確定回波的適應(yīng)模型估計(jì)。根據(jù)回波往返損耗增強(qiáng)度量來(lái)確定適應(yīng)模型的 準(zhǔn)確度值?；跍?zhǔn)確度值來(lái)更新收斂參數(shù)。使用回波的適應(yīng)模型估計(jì)來(lái)去除接收音頻信號(hào) 中的回波。
[0005] 該方法可在呼叫(例如實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際協(xié)議語(yǔ)音（VoIP)以在用戶設(shè)備之間發(fā)射音頻數(shù)據(jù) 的呼叫）中使用，在這種情況下輸出音頻信號(hào)可以是從呼叫的遠(yuǎn)端接收到的遠(yuǎn)端信號(hào)，并且 接收信號(hào)包括作為結(jié)果產(chǎn)生的回波和用于傳輸?shù)胶艚羞h(yuǎn)端的近端信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 為了更好地理解所述實(shí)施例并示出所述實(shí)施例如何能付諸實(shí)施，現(xiàn)在將以示例的 方式對(duì)以下各圖進(jìn)行參考，在所述附圖中： 圖1示出了通信系統(tǒng)的示意圖； 圖2是用戶設(shè)備的示意性框圖； 圖3是示出了供在回波去除中使用的用戶設(shè)備的模塊的功能圖；以及 圖4是用于去除回波的過(guò)程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 現(xiàn)在將僅以示例的方式描述實(shí)施例。
[0008] 圖1示出了通信系統(tǒng)100,其包括與第一用戶設(shè)備104相關(guān)聯(lián)的第一用戶102("用 戶A")和與第二用戶設(shè)備110相關(guān)聯(lián)的第二用戶108("用戶B")。在其它實(shí)施例中，通信系 統(tǒng)100可包括任何數(shù)目的用戶和關(guān)聯(lián)用戶設(shè)備。用戶設(shè)備104和110可以在通信系統(tǒng)100 中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)106進(jìn)行通信，從而允許用戶102和108通過(guò)網(wǎng)絡(luò)106相互進(jìn)行通信。圖1中所 示的通信系統(tǒng)100是基于分組的通信系統(tǒng)，但可以使用其它類型的通信系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)106可 以例如是因特網(wǎng)。用戶設(shè)備104和110中的每一個(gè)可以是例如移動(dòng)電話、平板電腦、膝上計(jì) 算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)("PC")(包括例如Windows ?、Mac OS ?和Linux ? PC)、游戲設(shè)備、電視、個(gè) 人數(shù)字助理("PDA")或能夠連接到網(wǎng)絡(luò)106的其它嵌入式設(shè)備。用戶設(shè)備104被布置成從 用戶設(shè)備104的用戶102接收信息和向用戶設(shè)備104的用戶102輸出信息。用戶設(shè)備104 包括諸如顯示器和揚(yáng)聲器之類的輸出裝置。用戶設(shè)備104還包括諸如鍵區(qū)、觸摸屏、用于接 收音頻信號(hào)的擴(kuò)音器和/或用于捕捉視頻信號(hào)的圖像的照相機(jī)之類的輸入裝置。用戶設(shè)備 104被連接到網(wǎng)絡(luò)106。
[0009] 用戶設(shè)備104執(zhí)行由與通信系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的軟件提供商提供的通信客戶端的實(shí) 例。通信客戶端是在用戶設(shè)備104中的本地處理器上執(zhí)行的軟件程序?？蛻舳藞?zhí)行用戶設(shè) 備104處所需的處理以便使用戶設(shè)備104通過(guò)通信系統(tǒng)100來(lái)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。
[0010] 用戶設(shè)備110對(duì)應(yīng)于用戶設(shè)備104并在本地處理器上執(zhí)行通信客戶端，該通信客 戶端對(duì)應(yīng)于在用戶設(shè)備104處執(zhí)行的通信客戶端。用戶設(shè)備110處的客戶端以用戶設(shè)備 104處的客戶端執(zhí)行允許用戶102通過(guò)網(wǎng)絡(luò)106進(jìn)行通信所需的處理的相同方式來(lái)執(zhí)行允 許用戶108通過(guò)網(wǎng)絡(luò)106進(jìn)行通信所需的處理。用戶設(shè)備104和110是通信系統(tǒng)100中的 端點(diǎn)。圖1為了明了起見(jiàn)而僅示出了兩個(gè)用戶（102和108)和兩個(gè)用戶設(shè)備（104和110)， 但在通信系統(tǒng)100中可包括更多的用戶和用戶設(shè)備，并且它們可使用在各用戶設(shè)備上執(zhí)行 的各通信客戶端通過(guò)通信系統(tǒng)100進(jìn)行通信。
[0011] 圖2圖示出在其上面執(zhí)行通信客戶端實(shí)例206以用于通過(guò)通信系統(tǒng)100進(jìn)行通信 的用戶設(shè)備104的詳圖。用戶設(shè)備104包括中央處理單元("CPU"）或"處理模塊"202,被 與之相連的有：輸出設(shè)備，諸如可以實(shí)現(xiàn)為觸摸屏的顯示器208以及用于輸出音頻信號(hào)的 揚(yáng)聲器(或"喇叭"）210 ;輸入設(shè)備，諸如用于接收音頻信號(hào)的擴(kuò)音器212、用于接收?qǐng)D像數(shù) 據(jù)的照相機(jī)216以及鍵區(qū)218 ;用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器214 ;以及網(wǎng)絡(luò)接口 220,諸如用于與 網(wǎng)絡(luò)106通信的調(diào)制解調(diào)器。用戶設(shè)備104可包括除圖2中所示的那些之外的其它元件。 顯示器208、揚(yáng)聲器210、擴(kuò)音器212、存儲(chǔ)器214、照相機(jī)216、鍵區(qū)218和網(wǎng)絡(luò)接口 220可 如圖2中所示被集成到用戶設(shè)備104中。在可替換用戶設(shè)備中，顯示器208、揚(yáng)聲器210、擴(kuò) 音器212、存儲(chǔ)器214、照相機(jī)216、鍵區(qū)218和網(wǎng)絡(luò)接口 220中的一個(gè)或多個(gè)可以不被集成 到用戶設(shè)備104中，并且可經(jīng)由各接口連接到CPU 202。此類接口的一個(gè)示例是USB接口。 如果用戶104經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 220到網(wǎng)絡(luò)106的連接是無(wú)線連接，則網(wǎng)絡(luò)接口 220可包括用 于向網(wǎng)絡(luò)106無(wú)線地發(fā)射信號(hào)并從網(wǎng)絡(luò)106無(wú)線地接收信號(hào)的天線。
[0012] 圖2還圖示出在CPU 202上執(zhí)行的操作系統(tǒng)（"0S"）204。在0S 204之上運(yùn)行的 是通信系統(tǒng)100的客戶端實(shí)例206的軟件。操作系統(tǒng)204管理計(jì)算機(jī)的硬件資源并處理被 經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 220向和從網(wǎng)絡(luò)106發(fā)射的數(shù)據(jù)?？蛻舳?06與操作系統(tǒng)204通信并管理通 信系統(tǒng)上的連接。客戶端206具有被用來(lái)向用戶102呈現(xiàn)信息和從用戶102接收信息的客 戶端用戶接口。這樣，客戶端206執(zhí)行允許用戶102通過(guò)通信系統(tǒng)100進(jìn)行通信所需的處 理。
[0013] 在聲學(xué)回波消除中，目的是去除源自于喇叭信號(hào)x(t)的擴(kuò)音器信號(hào)y(t)中的回 波信號(hào)s(t)。這應(yīng)盡可能精確地且盡可能非唐突地完成以便對(duì)任何近端信號(hào)v(t)的感知 具有盡可能少的影響。可以將擴(kuò)音器信號(hào)寫(xiě)為y(t) =s(t) + v(t)?；夭ㄐ盘?hào)是喇叭信號(hào) 的函數(shù)，為<
[0014] 存在用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的兩個(gè)主要方式，一個(gè)是回波消減且另一個(gè)是回波抑制。這兩 個(gè)方法常常被組合。
[0015] 在回波抑制和回波消減兩者中，使用模型
來(lái)估計(jì)擴(kuò)音器信號(hào)中的回波 或諸如回波功率之類的一些回波性質(zhì)。
[0016] 回波消除中的常見(jiàn)選擇是將隨機(jī)梯度算法用于更新模型。過(guò)去已經(jīng)提出了大量適 應(yīng)速率選擇方案，其中的大多數(shù)遭受這樣的事實(shí)，即其要求模型大致上是已知的以便選擇 適應(yīng)速度。此外，其中的許多要求模型參數(shù)估計(jì)(濾波系數(shù)估計(jì)）的準(zhǔn)確度是已知的。
[0017] 參考圖3和4,現(xiàn)在描述一種去除回波的方法。圖3是示出如何實(shí)現(xiàn)回波去除過(guò)程 的用戶設(shè)備104的一部分的功能圖。
[0018] 如圖3中所示，用戶設(shè)備104包括揚(yáng)聲器210、擴(kuò)音器212、建模模塊302以及回波 去除模塊314。建模模塊302包括濾波器模塊304、模型準(zhǔn)確度確定模塊306以及收斂參數(shù) 選擇模塊308。參考圖3將回波去除模塊314描述為回波抑制模塊314。
[0019] 圖4是用于抑制回波的過(guò)程的流程圖。
[0020] 將從揚(yáng)聲器210輸出的信號(hào)x(t)被親合到揚(yáng)聲器210的輸入端。應(yīng)注意的是在 本文所述的實(shí)施例中僅僅存在一個(gè)揚(yáng)聲器(在圖中用附圖標(biāo)記210來(lái)指示)，但在其它實(shí)施 例中可存在要輸出的信號(hào)被耦合到其上（以便從那里輸出）的超過(guò)一個(gè)揚(yáng)聲器。同樣地，在 本文所述的實(shí)施例中，僅僅存在一個(gè)擴(kuò)音器(在圖中用附圖標(biāo)記212來(lái)指示)，但在其它實(shí)施 例中，可存在從周圍環(huán)境接收音頻信號(hào)的超過(guò)一個(gè)擴(kuò)音器。要從揚(yáng)聲器210輸出的信號(hào)還 被親合到建模模塊302。特別地，要從揚(yáng)聲器210輸出的信號(hào)被親合到濾波器模塊304的第 一輸入端。擴(kuò)音器212的輸出端被耦合到建模模塊302。特別地，擴(kuò)音器212的輸出端被耦 合到濾波器模塊304的第二輸入端和模型準(zhǔn)確度確定模塊306的第一輸入端。擴(kuò)音器212 的輸