[发明专利]基于超声波运动检测的声学回声消除

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2011年11月23日申请的第61/563,191号美国临时专利申请案及第13/416,217号美国非临时专利申请案的优先权，所述申请案的内容以全文引用的方式并入。

技术领域

本发明大体涉及回声消除及运动检测。

背景技术

技术的进步已产生更小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包含无线计算装置，例如较小、轻重量且易于由用户携带的便携式无线电话、个人数字助理(PDA)及寻呼装置。更具体来说，例如蜂窝式电话及因特网协议(IP)电话等便携式无线电话可经由无线网络传达话音及数据包。此外，许多此类无线电话包含并入其中的其它类型装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态相机、数字视频相机、数字记录器及音频文件播放器。

例如无线电话等一些电子装置可包含用于音频信号处理操作的自适应性滤波器。一般来说，自适应性滤波器可为基于更新算法自我调整之信号处理滤波器。举例而言，反射表面可能呈现在未知的位置中。随着无线电话移动，反射表面可能会引起在音频信号中引入噪音或错误的回声。自适应性滤波器可由无线电话(或其它电子装置)的音频接收器用于回声消除。随着反射表面的位置改变(例如，因为音频源及/或目的地移动)，自适应性滤波器可自我调整，且自适应性滤波器的转移函数可收敛到经调整的转移函数。为改善性能，自适应性滤波器可能优选尽可能快地收敛。

声学回声抵消系统通常使用基于归一化最小均方(NLMS)算法的自适应性滤波器。NLMS自适应性算法可取决于步长因数μ，且可迭代地运算。在每一迭代之后，可将NLMS算法的输出信号与所需信号(即，NLMS算法正试图将输出信号收敛到的信号)进行比较。通常，所述输出与所需信号之间的差异(还称为NLMS错误)为非零，因此NLMS算法可在每一迭代之后对μ及其它参数的值进行自我调整。因此，每一迭代中的μ值可基于在先前迭代中检测出多少错误而加以修改。一般来说，较大的μ值可导致更快的收敛，且较小的μ值可导致较慢的收敛。然而，使用NLMS的自适应性滤波器收敛得越快，可能由所述自适应性滤波器引起且可能需要由后收敛滤波器(post-convergence filter)加以校正的残余信号(例如，回声)的量就越大。

发明内容

替代对音频错误作出反应以更新声学回声抵消参数，所提出的系统及方法使用超声波信号来检测运动且前瞻性地修改声学回声抵消参数(例如，μ)，其可导致经改善的回声消除(例如，更快的自适应性滤波器收敛)。举例来说，可使用超声波信号来执行运动活动检测(MAD)及接近度检测(PD)，且可基于所述MAD及PD修改μ的值。MAD可基于从所接收超声波信号导出的信道响应图像中的改变而检测靠近超声波接收器的移动对象。PD可基于比较当前信道响应图像与经校准“背景”信道响应图像而检测行动器件接近于另一对象(包含例如墙壁等非移动对象)。还可使用例如双端通话检测器(double-talk detector)及定向/旋转传感器等额外检测器及传感器来修改声学回声抵消参数。

在特定实施例中，一种方法包含在超声波接收器处从超声波发射器接收超声波信号。所述方法还包含基于所述所接收超声波信号及至少一个先前接收的超声波信号而检测至少一个对象的移动。所述方法进一步包含响应于所述所检测移动而修改声学回声消除器的参数。在一些实施例中，所述参数可对应于所述声学回声消除器中的自适应性滤波器的调适速率。

在另一特定实施例中，一种系统包含经配置以从超声波发射器接收超声波信号的超声波接收器。所述系统还包含经配置以检测至少一个对象的移动的运动活动检测模块。所述系统进一步包含经配置以响应于所述所检测移动而修改所述声学回声消除器的参数的声学回声消除器。在一些实施例中，所述系统可包含接近度检测器，所述接近度检测器经配置以基于与所述超声波信号及经反射超声波信号相关联的信道响应图像而确定所述超声波接收器是否接近于一或多个外部对象，且所述声学回声消除器可进一步经配置以响应于所述接近度检测器而修改所述参数。

由所揭示实施例中的至少一者提供的特定优点包含能够基于传统上不用于音频信号处理的信息源(例如基于超声波的运动检测及/或接近度检测)来前瞻性地修改声学回声抵消参数，例如自适应滤波参数。

在审阅整个申请案后，将明白本发明的其它方面、优点及特征，申请案包含以下部分：附图说明、具体实施方式及权利要求书。

附图说明