[发明专利]用于回声消除和回声抑制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及双向通信系统，并且具体涉及双向通信系统中的回声的抑制和消除。

背景技术

在双向通信系统，例如电话系统中，回声是令人困扰和不希望有的。两种常见类型的回声是典型地由在中心局部署的混合电路中的阻抗不匹配导致的混合回声、以及其中扬声器产生的声音被麦克风拾取的声学回声。

图1示出典型电话系统中的回声，这里电话系统描述为基于陆上线路的或移动的。在电话102和电话112之间的通话期间，电话102发送信号104并接收信号106。此外，电话112的麦克风116拾取扬声器114产生的信号104，并将其叠加到信号106上。这被示出为声学回声118。扬声器114和麦克风116能够可替换地为另一类通信设备的一部分，例如附接到提供基于因特网协议的语音(VoIP)通信的个人计算机的外部扬声器和麦克风。

回声消除是通过产生回声的估计值(estimate)并将其从接收的信号中减去而从系统中去除回声的过程。图2示出能够用来进行回声消除的声学回声的模型。从电话112的方面来看，信号104是远端信号，信号106是近端信号。扬声器114向用户发送远端信号104，其作为声学回声反射回(echo back)麦克风116。回声消除器300包括回声近似器(approximator)304和减法器302。回声估计器304接收远端信号104并求叠加到信号106上的回声118的近似。从近端信号106中减去近似回声306从而产生近端信号308。如果回声近似器304准确地求出回声118的近似，那么从近端信号106中减去近似回声306将会产生近似于没有回声的声音信号202的信号308。

图2中的回声消除在图3示出的信号处理图中更详细描述。示出的信号是数字信号。回声e(n)被建模为将具有冲激响应s(k)的回声传输函数306应用到远端信号x(n)的结果，其通过加法器308与近端信号d(n)相加从而产生组合信号y(n)。通常，索引n是时间索引，其是离散时间变量，索引k是冲激响应的采样时间索引。具有冲激响应h(k)的自适应滤波器304求远端信号x(n)的回声的近似，其被示出为近似回声ê(n)。减法器302从信号y(n)中减去近似回声ê(n)以产生作为对近端信号d(n)的近似的信号z(n)。

数学上，在麦克风处的总接收信号是

y(n)＝e(n)+d(n)    (1)

其中通过下式对回声进行建模：e(n)=Σk=0L-1s*(k)x(n-k)---(2)]]>

，s(k)是L-1阶的有限冲激响应。回声消除器的输出，即电话发送到远端的信号通过下式给出

z(n)＝y(n)-ê(n)    (3)

其中ê(n)是估计回声，且使用L-1阶的自适应线性滤波器近似得到，被给出为：