用于動態(tài)調諧回音消除器的增益控制系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于控制聲學回音消除器（acousticechocanceller)的調諧參數的 方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 在通話中，回音是話音信號的反射。其是原始信號的延遲復制。圖la例示了示例 場景，其示出了由遠端麥克風捕獲并且由近端揚聲器輸出的信號。該回音是揚聲器與麥克 風之間的聲耦合的結果；除了近端說話者的話音和任何背景噪聲以外，麥克風還捕獲源自 其自身揚聲器的信號。結果是遠端揚聲器處的回音?；匾粝请娫拰W的重要特征。免提 裝置和電話會議尤其需要可以適于具有寬范圍聲學特性的環(huán)境的回音消除。
[0003] 聲學回音消除器通常合成對源自遠端話音信號的回音的估計。接著，從麥克風信 號中減去所估計的回音。該技術需要自適應信號處理，以有效地生成足夠準確以消除回音 的信號。通常使用自適應濾波器來對環(huán)境的聲脈沖響應進行建模。該自適應濾波器后面通 常跟著用于去除任何殘留回音的非線性處理器（NLP)。該非線性處理器可以隨附有舒適噪 聲生成器（CNG)，因為完全無聲的時段可使用戶不安。
[0004] 回音消除器的性能取決于該平臺，并且尤其取決于音頻接口、接口驅動器和相關 硬件、前置和后置放大器（若有的話），以及麥克風和揚聲器的特性。用充分的回音消除在 寬泛種類的平臺上實現(xiàn)全雙工話音通信是具有挑戰(zhàn)性的。因此，多數回音消除器需要某種 形式的專用平臺調諧來提供最佳性能。通常來說，該專用平臺調諧必須人工執(zhí)行。
[0005] 因此，需要用于對聲學回音消除器進行調諧的改進方法。

【發(fā)明內容】

[0006] 根據第一實施方式，提供了用于動態(tài)調諧回音消除器的增益控制系統(tǒng)，該回音消 除器被設置成對遠端信號的回音進行估計并從麥克風信號中減去該估計，以輸出回音消除 信號，所述系統(tǒng)包括：回音測量單元，該回音測量單元被設置成計算所述麥克風信號與所述 遠端信號的比率；衰減單元，該衰減單元被設置成對所述麥克風信號與所述遠端信號中的 至少一個信號進行衰減，以向所述回音消除器輸出第二麥克風信號和第二遠端信號，所述 第二麥克風信號與所述第二遠端信號的比率不同于所計算出的比率；以及衰減控制器，該 衰減控制器被設置成根據所計算出的比率控制所述衰減單元，以改變所述第二麥克風信號 與所述第二遠端信號的比率，并且控制所述回音消除信號。
[0007] 所述回音控制器可以具有多個不同的操作模式。所述衰減控制器可以被設置成將 所述增益控制系統(tǒng)的每一個操作模式與所述麥克風信號和所述遠端信號的默認衰減相關 聯(lián)。
[0008] 所述衰減控制器可以被設置成，在估計的開始，控制所述衰減單元應用與所述回 音消除器的操作模式相關聯(lián)的所述默認衰減；并且此后，根據所計算出的比率控制所述衰 減單元。
[0009] 所述衰減控制器可以被設置成，如果其確定已出現(xiàn)以下情況中的一個或更多個情 況則確定已經開始估計：所述回音消除器的所述操作模式變化；通過通信裝置開始通信； 所述通信裝置的音量級變化。
[0010] 所述增益控制系統(tǒng)可以包括存在性單元，該存在性單元被設置成在所述回音測量 單元計算所述比率之前，檢查所述遠端信號的信號能量是否超過預定閾值。
[0011] 所述回音測量單元可以被設置成如果所述遠端信號的信號能量未超過所述預定 閾值，則不計算所述比率，直到所述遠端信號的信號能量被發(fā)現(xiàn)超出所述預定閾值。
[0012] 所述回音控制器可以包括自適應濾波器，該自適應濾波器被設置成根據所述第二 遠端信號生成對所述回音的估計，并且所述增益控制系統(tǒng)包括自適應計數器，該自適應計 數器被設置成保持由所述自適應濾波器進行的自適應的計數。
[0013] 所述自適應計數器可以被設置成，在所述回音測量單元計算所述比率之前，檢查 所述計數是否超出預定閾值。
[0014] 所述回音測量單元可以被設置成如果所述計數未超出所述預定閾值，則不計算所 述比率，直到所述計數被發(fā)現(xiàn)超出所述預定閾值。
[0015] 所述增益控制系統(tǒng)可以包括模式控制器，該模式控制器被設置成，如果所述計數 未超出所述預定閾值，則控制所述回音消除器按半雙工模式操作。
[0016] 所述增益控制系統(tǒng)可以包括單端講話鑒別器，該單端講話鑒別器被設置成確定所 述麥克風信號是否指示單端講話。
[0017] 所述單端講話鑒別器可以被設置成，在所述回音測量單元計算所述比率之前，檢 查所述麥克風信號是否指示單端講話。
[0018] 所述回音測量單元可以被設置成如果所述麥克風信號被確定為不指示單端講話， 則不計算所述比率，直到所述麥克風信號被確定為指示單端講話。
[0019] 所述增益控制系統(tǒng)可以包括模式控制器，該模式控制器被設置成，在所述麥克風 信號被確定為不指示單端講話的情況下，如果所述回音控制器已經按全雙工模式操作，則 控制所述回音控制器按所述全雙工模式操作，否則按半雙工模式操作。
[0020] 所述單端講話鑒別器可以被設置成，計算誤差信號的短期功率與所述麥克風信號 的短期功率的第一比率；將所述第一比率與第一預定域值相比較；以及如果所述第一比率 超出所述第一預定閾值，則確定所述麥克風信號指示單端講話。
[0021] 所述單端講話鑒別器可以被設置成，如果所述第一比率未超出所述預定閾值，則 計算所述誤差信號的短期功率與所述遠端信號的長期功率的第二比率；將所述第二比率與 預定域值相比較；以及如果所述第二比率超出所述第二預定閾值，則確定所述麥克風信號 指示單端講話。
[0022] 所述單端講話鑒別器可以被設置成，如果所述第二比率未超出所述第二預定閾 值，則確定所述麥克風信號不指示單端講話。
[0023] 所述回音測量單元可以被設置成如果所述麥克風信號被確定為指示單端講話，則 計算所述麥克風信號與所述遠端信號的比率。
[0024] 所述回音測量單元可以被設置成通過以下步驟計算所述麥克風信號與所述遠端 信號的比率：估計所述麥克風信號的長期平均功率和所述遠端信號的長期平均功率，以及 計算所述麥克風信號的長期平均功率與所述遠端信號的長期平均功率的比率。
[0025]所述增益控制系統(tǒng)可以包括確認單元，該確認單元被設置成監(jiān)測所計算出的比 率，并且如果所計算出的比率被確定為已經穩(wěn)定達預定時長，則暫停所述計算。
[0026]所述增益控制系統(tǒng)可以包括模式控制器，該模式控制器被設置成如果所計算的比 率被確定為已經穩(wěn)定達預定時長，則控制所述回音消除器按全雙工模式操作。
[0027]所述衰減控制器可以被設置成根據來自收斂單元的控制信號來控制所述衰減單 元，所述收斂單元被設置成監(jiān)測所述自適應濾波器的穩(wěn)定性。
[0028]根據第二實施方式，提供了一種用于動態(tài)調諧回音消除器的方法，該回音消除器 被設置成對遠端信號的回音進行估計并從麥克風信號中減去該估計，以輸出回音消除信 號，所述方法包括以下步驟：計算所述麥克風信號與所述遠端信號的比率；對所述麥克風 信號與所述遠端信號中的至少一個信號進行衰減，以向所述回音消除器輸出第二麥克風信 號和第二遠端信號，所述第二麥克風信號與所述第二遠端信號的比率不同于所計算出的比 率；以及根據所計算出的比率控制所述衰減單元，以改變所述第二麥克風信號與所述第二 遠端信號的比率，并且控制所述回音消除信號。
[0029]所述回音控制器可以具有多個不同的操作模式。所述方法可以包括以下步驟：將 所述增益控制系統(tǒng)的每一個操作模式與所述麥克風信號和所述遠端信號的默認衰減相關 聯(lián)。
[0030]所述方法可以包括以下步驟：在估計的開始，控制所述衰減單元應用與所述回音 消除器的操作模式相關聯(lián)的所述默認衰減；以及此后，根據所計算出的比率控制所述衰減 單元。
[0031]所述方法可以包括以下步驟：如果已出現(xiàn)以下情況中的一個或更多個情況則確定 已經開始估計：所述回音消除器的操作模式變化；通過通信裝置開始通信；所述通信裝置 的音量級變化。
[0032]所述方法可以包括以下步驟：在計算所述比率之前，檢查所述遠端信號的信號能 量是否超過預定閾值。
[0033]所述方法可以包括以下步驟：如果所述