[发明专利]回波抑制系统中增强近端语音信号

说明书

背景技术

本发明涉及通信系统中的语音信号处理，更具体地说，涉及增强信号中的近端语音，其中所述信号包括与远端语音回波组合的近端语音。

在诸如带有扬声器电话的电信领域中及在蜂窝电话中，常常希望用户可操作通信设备，却无需持续使用一只或更多只手。这在诸如汽车的环境中是一个重要的因素，在驾驶汽车时，司机手持电话设备不但可能危及其自身的安全，而且可能危及同在路上的其他人的安全。在其它应用中，不用拿着麦克风也有助于腾出手来从事其它工作，诸如通过个人计算机、由计算机的语音识别而进行的因特网通信或视听呈现系统。

为适应这些重要的需求，开发了称为“免提”的设备，其中麦克风与扬声器安装在免提环境中，因而免除了拿着它们的需要。例如，在汽车应用中，蜂窝电话的扬声器可安装在遮光板上，而扬声器可以是仪表板安装单元，或者可以是与车子的立体声设备相关的一个装置。部件以这种方式安装时，蜂窝电话用户可以进行对话，却无需拿着蜂窝单元或其手持机。同样地，个人计算机常常装有麦克风和扬声器，例如，彼此相对极接近安装在显示器中。

免提配置的一个问题是除免提设备用户(称为“近端用户”)的语音外，麦克风往往会从邻近的扬声器获得声音。这也是一些非免提装置的问题，诸如手持式移动电话，它们正变得越来越小。(因为尺寸小，移动电话的麦克风无法完全不受其扬声器发出声音的影响。)麦克风对扬声器所产生声音的这种感应会在许多类型的应用中造成问题。例如，在通信设备中，通信系统导致的延迟大致上会使呼叫的另一端的个人(称为“远端”)从扬声器听到的声音为其自己语音的回波。此类回波降低了音频质量，因而希望将其减轻。类似的问题会存在于诸如自动系统中，系统通过扬声器合成语音，并包括语音识别部件，用于识别和响应麦克风检测到的口述命令或其它单词。此类应用中，麦克风信号中合成语音回波的存在会严重降低语音识别部件的性能。改善此类回波的解决方案包括利用自适应回波消除滤波器或回波衰减器。

作为免提设备的通常代表性示例，示例性“免提”移动电话在图1中示出，它具有自适应滤波器配置形式的常规回波消除器。例如，免提通信环境可以是安装了移动电话的汽车内部。此类环境对其中的声信号传播有影响，影响一般是未知的。今后，此类型的环境将在此说明书整篇中称为未知系统H(z)。麦克风105用于检测用户的语音，但在检测扬声器109发出的音频信号方面也有不希望的效果。正是这个不希望的作用为系统带来了回波信号。

如果不是消除，而是用于降低回波的电路包括诸如自适应有限脉冲响应(FIR)滤波器的自适应滤波器101、诸如最小均方(LMS)互相关器的自适应单元103、及减法器107。操作中，自适应滤波器101生成回波估计信号102，这通常称为信号。回波估计信号102是远端信号112和滤波器101的m个滤波器加权系数(h_j)的序列的卷积(参见等式1)。 u ^ ( n ) = Σ i = 0 m - 1 h i x ( n - i ) - - - - ( 1 ) ]]>

其中：

x(n)是输入信号，

m是加权系数的数量，以及

n是抽样数。

加权系数设置正确时，自适应滤波器101产生脉冲响应，它大约等于未知系统H(z)中扬声器109产生的响应。从输入数字化麦克风信号126(等式2中的指定的u(n))中减去自适应滤波器101生成的回波估计信号102，以产生误差信号e(n)(参见等式2)。