專利名稱：回波消除器及回波路徑估測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于移動通信網(wǎng)和長途電話線路網(wǎng)的回波消除器。同時，本發(fā)明也涉及適合用于這種回波消除器的回波路徑估測方法。
背景技術(shù)：
在通過海底電纜或通信衛(wèi)星的長途電話線路上，通常連接到該線路兩端的用戶線路是雙線電路，而其長途傳輸部分是四線電路，用來放大信號等。同樣地，在使用移動電話(或蜂窩電話)的移動通信網(wǎng)中，陸地模擬電話的用戶線路是雙線電路而其從移動電話終端到交換機的部分是四線電路。在這種情況下，在二線和四線之間的連接區(qū)域裝有混合電路用于完成四線/二線轉(zhuǎn)換。
該混合電路被設(shè)計成與二線電路的阻抗相匹配。然而，由于很難達到總是很好匹配的條件，因而到達混合電路的四線輸入端的接收信號傾向于泄漏到四線輸出端，由此產(chǎn)生了所謂的回波。由于這種回波其電平低于講話者的聲音且在經(jīng)過了預(yù)定時間間隔的延時之后到達講話者處，就造成了語音障礙。當(dāng)信號傳播時間越長，由回波造成的語音障礙就越顯著。特別地，在使用移動電話的移動通信情況下，在通向交換機的無線電通信部分中實行了各種不同的處理過程，增加了信號延時，這樣，特別地導(dǎo)致了由回波造成的語音障礙問題。圖2顯示了關(guān)于脈沖響應(yīng)(impulseresponse)的回波波形的一個例子。
作為防止回波產(chǎn)生的裝置，有回波抑制器和回波消除器。

圖1顯示了可用于移動通信網(wǎng)的回波消除器的示意性結(jié)構(gòu)。此處所顯示的回波消除器1被安裝在混合電路2的前級。在此說明中，普通模擬電話用戶被稱為“近端講話者”，而移動電話用戶被稱為“遠端講話者”。輸入到回波消除器1的遠端聲音信號用Rin表示；從回波消除器1輸出的遠端聲音信號用Rout表示；輸入到回波消除器1的近端聲音信號用Sin表示；從回波消除器1輸出的近端聲音信號用Sout表示。
圖1所示的回波消除器1包括回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3，控制單元4，加法器5，和非線性處理器6。此處，回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3根據(jù)遠端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin檢測混合電路2的特性并估測回波路徑(即，回波傳播線路)。然后，根據(jù)估測結(jié)果和遠端聲音輸入Rin通過卷積運算從混合電路2產(chǎn)生預(yù)估的回波(即，回波復(fù)制品)。該回波復(fù)制品由多到例如512個抽頭所組成的FIR濾波器產(chǎn)生。回波復(fù)制品的卷積運算關(guān)系到了這一點。在加法器5中，從近端聲音輸入Sin中減去該回波復(fù)制品，藉此抵消了回波。一種學(xué)習(xí)識別算法被作為上述的回波路徑估測算法來使用。在許多自適應(yīng)算法中，這種學(xué)習(xí)識別算法的計算復(fù)雜性相對地較小，且收斂特性較好。
具體地，回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3具有FIR濾波器。從FIR濾波器輸出的回波復(fù)制信號Y(2)可從以下式(1)得到。Y(z)=(Σi=0N-1biz-i)Rout(z)----(1)]]>
在式(1)中，N是FIR濾波器的抽頭數(shù)，及bi(其中i＝0，1，2，…N-1)是每個抽頭的抽頭系數(shù)。如果抽頭數(shù)N和抽頭系數(shù)bi的合適值可藉估測回波路徑來得到，那么回波復(fù)制信號Y(2)近似于真實回波。因此，回波在加法器5中被抵消了。作為上述的回波路徑估測算法，使用了自適應(yīng)濾波器方法，例如學(xué)習(xí)識別算法，它在許多其它自適應(yīng)算法中是計算復(fù)雜性相對較小的，且收斂特性較好。學(xué)習(xí)識別算法的細節(jié)被揭示于例如標(biāo)題為“關(guān)于使用學(xué)習(xí)識別算法的回波消除器的回波抵消特性”，載于Institute ofElectronics and Communication Engineers of Japan(IECE)Journal′77/11 Vol.J60-A No.11。
作為能進行以上學(xué)習(xí)的條件，以下要求必須滿足。
(1)存在有足夠電平的、其返回的回波可作為近端聲音輸入Sin的遠端聲音輸出Rout。換言之，遠端講話者當(dāng)前正地講話。
(2)近端聲音輸入Sin只由回波(或者回波加白色噪聲)構(gòu)成。換言之，近端講話者沒有在講話。
另一方面，當(dāng)遠端講話者處在沉默條件時以及當(dāng)遠端講話者和近端講話者同時正在講話時(這種狀態(tài)以后被稱為“雙方講話”)，就必須關(guān)掉學(xué)習(xí)功能，因為恐怕會造成回波路徑估測的誤學(xué)習(xí)狀態(tài)。
在傳輸線上傳送數(shù)字信號，以及在適于處理這種數(shù)字信號的回波消除器1和適于承擔(dān)轉(zhuǎn)換到模擬線路的混合電路2之間進行D/A變換(在一般表示式中為μ-定律交換)。為此，在遠端聲音輸出Rout和近端聲音輸入Sin之間建立了一種非線性特性關(guān)系。因此，藉助于回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3等，通過線性計算不能充分和接近完全地抵消回波。結(jié)果，不能被完全抵消的回波分量就被產(chǎn)生出來。
為了去掉這種回波分量(以后把它稱為“殘余回波”)，利用了非線性處理器6。這種非線性處理6承擔(dān)非線性轉(zhuǎn)換運算。具體地，在近端聲音輸出Sout僅僅由回波構(gòu)成的情況下，換言之，在只有遠端講話者當(dāng)前在講話的情況下(以后把這種狀態(tài)稱為“遠端講話者單獨講話”)，切換運算被做成使得近端聲音輸出Sout被禁止，或者，操作被做成使得近端聲音輸出Sout由偽噪聲所替代。
控制單元4控制回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3和非線性處理器6。也就是，控制單元4檢測遠端講話者的緘默條件或檢測雙方講話，按照雙方講話信號DT控制回波路徑估測的學(xué)習(xí)功能的開啟/關(guān)閉狀態(tài)，檢測遠端講話者的單方講話，以及控制非線性處理器6的切換運行。
在上述方法中，偶而遇到以下的問題。
(1)首先，由于上述方法僅僅利用自適應(yīng)濾波器技術(shù)，諸如學(xué)習(xí)識別算法，如果要被消除的回波的延遲時間增加，那么自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)目增加且計算的復(fù)雜性也增加。
換句話說，回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路在假定遠端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin在時間上互相是一致的情況下估測回波路徑、并根據(jù)所估測的回波路徑產(chǎn)生回波。然而，由于來自混合電路2的近端聲音輸入Sin相對于遠端聲音輸入Rin被加以延時，所延遲的時間可歸結(jié)于在回波消除器1和混合器2之間的傳輸路徑的影響作用，遠端聲音輸入Rin首先被輸入到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3，接著相應(yīng)于Rin的近端聲音輸入Sin根據(jù)上述的延時被輸入到其中。在這期間，要根據(jù)對回波路徑的估測滿意地進行學(xué)習(xí)變?yōu)椴豢赡堋?br> (2)另外，在上述的傳統(tǒng)方法中，回波消除器在運行開始沒有任何關(guān)于回波路徑的信息。然而，本發(fā)明者的觀察揭示回波路徑的特性實質(zhì)上由混合器的特性控制。具體地，由混合器決定的回波波形按照傳輸線路的延時在時間軸上被縱向移動，并按照傳輸線的衰減而衰減。結(jié)果，在傳輸線路上關(guān)于脈沖輸入的回波波形可以很高的精度被得到。
(3)在傳輸線上傳送數(shù)字信號，以及在用于處理數(shù)字信號的回波消除器1和用于完成轉(zhuǎn)換到模擬線路的混合電路2之間進行D/A變換(通常，μ-定律變換)。為此，在遠端聲音輸出Rout和近端聲音輸入Sin之間建立線性關(guān)系。因此，使用回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3等僅僅藉線性運算不可能充分和完全地抵消回波。
為了改進作為一組的(1)到(3)的缺點，必須大大改變回波消除器的設(shè)計或者徹底地修改它。在這樣的情況下，不能指望現(xiàn)有設(shè)備可有效地被使用。進一步地，近來對回波消除器要求其能快速收斂。
發(fā)明的公開鑒于上述情況，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的第一個目的是提供能夠快速估測回波路徑的、且具有高精度的回波消除器和回波路徑值測方法。
本發(fā)明的第二個目的是對現(xiàn)有器件不作重大改變而實現(xiàn)第一個目的。
為了達到以上目的，按照本發(fā)明，提供了一種用于包括傳輸四線側(cè)的聲音的第一傳輸線和傳輸雙線側(cè)的聲音的第二傳輸線的通信線路網(wǎng)的回波消除器，該回波消除器包括訓(xùn)練信號產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生訓(xùn)練信號并把此信號加到第一傳輸線；以及系數(shù)計算器裝置，用于根據(jù)在加到第一傳輸線的訓(xùn)練信號和第二傳輸線的信號之間的所建立的相關(guān)性來計算為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)。
此處，作為訓(xùn)練信號的一個例子，可以列出偽噪聲或濾波后的偽噪聲。訓(xùn)練信號并不專門限于被設(shè)計為訓(xùn)練信號的那種信號，像回鈴音那樣的信號就可被用作訓(xùn)練信號。
在把偽噪聲選作為訓(xùn)練信號的情況下，一些偽噪聲被加到用于傳送遠端講話者聲音的第一傳輸線，然后，一個為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)根據(jù)偽噪聲和第二傳輸線的信號之間所建立的相關(guān)性被計算出來。這個關(guān)系是在遠端講話者的聲音電平可以幾乎被忽略的條件下建立起來的。此處所使用的“在遠端講話者的聲音電平可以幾乎忽略的條件”的表達方式，指的是“用于計算相關(guān)性的時間足夠長以致可充分降低在所加的噪聲和在四線側(cè)處的聲音之間的相關(guān)性”。換句話說，用于估測回波路徑的訓(xùn)練(即用于產(chǎn)生回波復(fù)制品的訓(xùn)練)可不管遠端講話者的聲音而被執(zhí)行。
此處優(yōu)選采用的是根據(jù)近端講話者聲音的電平或頻率特性來對偽噪聲進行濾波，從而使特性可加以改變。其理由是，即使偽噪聲分量通過混合電路被傳送到近端講話者，也不會產(chǎn)生語音障礙。而且，由于回波復(fù)制品藉加上偽噪聲分量而產(chǎn)生，因此偽噪聲分量最終被取消而絕不會被發(fā)送到遠端講話者。
更進一步地，如果相應(yīng)于四線側(cè)的聲音的聲音信號被延遲了在回波消除器和混合電路之間出現(xiàn)的傳輸延時，那么被延時的第一聲音信號在時間上和相應(yīng)于二線側(cè)聲音的第二聲音信號相匹配。這樣，就幾乎沒有時間用來只由第一聲音信號產(chǎn)生回波復(fù)制品。由于這種專門的改進可被直接應(yīng)用到現(xiàn)有的器件，所以上述的對回波消除器的全部修改等就并不需要。
而且，如果第一和第二聲音信號都被上采樣，那么就能得到高精確度的回波復(fù)制品。由于這種專門的改進可被直接應(yīng)用到現(xiàn)有的器件上，所以對回波消除器的全部修改等就并不需要。
更進一步地，如果設(shè)計成把多個混合器的響應(yīng)特性或頻率特性存儲在存儲器單元中，根據(jù)在從四線側(cè)傳送到二線側(cè)的傳輸信號和從二線側(cè)傳送到四線側(cè)的回波信號之間的相互關(guān)系來選擇一個特性，且根據(jù)所選擇的特性將各個不同參量初始化，那么學(xué)習(xí)速度可以提高。因此，這就是更可取的。
附圖簡述圖1是顯示傳統(tǒng)回波消除器結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是顯示回波波形的圖；圖3是顯示按照本發(fā)明第一實施例的回波消除器的重要部分的方框圖；圖4是顯示按照本發(fā)明第二實施例的回波消除器的重要部分的方框圖；
圖5是顯示濾波器頻率特性的圖；圖6是顯示按照本發(fā)明第三實施例的回波消除器的重要部分的方框圖；圖7是顯示按照本發(fā)明第四實施例的回波消除器的重要部分的方框圖；圖8是顯示按照第四實施例的修改方案的回波消除器的重要部分的方框圖；圖9是顯示按照本發(fā)明的第五實施例的回波消除器的重要部分的方框圖；圖10是顯示按照本發(fā)明的第六實施例的回波消除器的重要部分的方框圖；以及圖11是顯示按照由第三實施例和第四實施例的組合組成的修改實施例的回波消除器的重要部分的方框圖。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式第一實施例圖3是顯示按照本發(fā)明的回波消除器的重要部分的方框圖。此處，偽噪聲發(fā)生器11產(chǎn)生一定的偽噪聲并把它輸出。至于此偽噪聲使用了一定電平的噪聲(例如，白噪聲)。藉加法器14把偽噪聲和遠端聲音輸入Rin相加，其相加結(jié)果作為遠端聲音輸出Rout被輸出。因此，偽噪聲的一部分通過混合電路2和近端聲音輸入Sin相混合，并被加到系數(shù)計算器15。
系數(shù)計算器15根據(jù)遠端聲音輸出Rout和近端聲音輸入Sin計算了為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)(例如，數(shù)字濾波器的抽頭系數(shù))。在那種情況下，在遠端講話者的聲音很微弱或遠端講話者處在緘默狀態(tài)的條件下所建立的相關(guān)性由下列的公式(2)表不。s(t)=∫0∞h(τ)n(t-τ)dt····(2)]]>在以上的公式(2)中，t代表時間，及t＝0是開始測量的時間。要被加到Rout上的偽噪聲用n(t)來表示，要在Sin中得到的信號由S(t)來表示。h(t)是回波的脈沖響應(yīng)。此處，由于n(t)是接近于白色的噪聲，在以下的式(3)中所表示的關(guān)系可相對于足夠大的值TL來建立。I/N·∫OT0n(τ)n(t+τ)dt=δ(t)····(3)]]>此處，δ(t)是dtlta函數(shù)，且在t＝0時變?yōu)?，而在其它情況下變?yōu)?。N被設(shè)定為如由以下的式(4)所示。N=∫OTLn2(τ)dt····(4)]]>如果使用以上的式(3)的關(guān)系，h(t)的估測值ha(t)可藉以下的式(5)所示的方式被求出。ha(t)=1/N·∫OTLn(τ)S(t+τ)dτ]]>=1/Ν·∫OTLn(τ)·∫o∞h(τ′)n(t+τ-τ′)dτ′dτ]]>=∫o∞h(τ′)·1/N∫OTLn(τ)n(t-τ′+τ)dτdτ′····(5)]]>在以上的式(5)中，以下的式(6)所示的部分在t＝τ′時變?yōu)?，而在其它情況下變?yōu)?。1/N∫OTLn(τ)n(t-τ′+τ)dτ=δ(t-τ′)-----(6)]]>
因此，式(5)可被近似為如式(7)所示。最后，估測值ha(t)大體上變成為等于h(t)。ha(t)=∫0∞h(τ′)δ(t-τ′)dτ′=h(t)------(7)]]>應(yīng)當(dāng)注意到，以上的h(t)是回波的脈沖響應(yīng)，因而等于用于產(chǎn)生回波復(fù)制品的系數(shù)。這可由如前面所述的以上的式(2)所表示的關(guān)系來導(dǎo)出。系數(shù)計算器15藉助于上述的計算步驟計算此系數(shù)h(t)，并把它輸出到回波復(fù)制品產(chǎn)生器16。此回波復(fù)制品產(chǎn)生器16根據(jù)該系數(shù)產(chǎn)生回波復(fù)制品?，F(xiàn)在來描述其細節(jié)。首先，它被設(shè)計成使回波復(fù)制品產(chǎn)生器16根據(jù)以下的式(8)(如在帶有已知的自適應(yīng)濾波器的情況下)輸出回波復(fù)制品ya。
ya＝hatx····(8)其中ha＝(h1，h2，...hn)t，(t是矢量的轉(zhuǎn)置)x＝(Xk-1，Xk-2，····，Xk-n)t，xj＝x(jT)，(T是采樣間隔，及X(hT)是遠端聲音信號Rout在時間jT處的采樣結(jié)果)在本實施例中，系數(shù)h1，h2，...hn被分別設(shè)置成h(T)，h(2T)，...h(nT)。因此，包含于近端聲音輸入Sin中的回波分量被加法器17消除了。由于這樣的回波復(fù)制品，如前面所述，藉加上和遠端聲音輸出Rout相混合的偽噪聲而被產(chǎn)生，因此，即使在偽噪聲分量和近端聲音輸入Sin相混合的情況下它也能被抵消。結(jié)果，可以避免偽噪聲分量被傳送到遠端講話者。所以，由于偽噪聲的混合，對遠端講話者能發(fā)生的語音障礙不再出現(xiàn)。如果由于偽噪聲的混合，噪聲會多多少少地被傳送到近端講話者或遠端講話者，那么可能的語音障礙可藉適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)特定偽噪聲電平而得以避免。第二實施例圖4是顯示按照本發(fā)明的第二實施例的回波消除器的重要部分的方框圖。在本實施例中，偽噪聲發(fā)生器11(就像第一實施例的可比較的偽噪聲發(fā)生器的情況那樣)產(chǎn)生一定的偽噪聲并把它輸出。另一方面，電平/頻率特性測量單元12測量近端聲音輸入Sin的信號電平和頻率特性。取決于該測量的結(jié)果，濾波器13和18的特性被加以改變。
圖5(a)顯示了以上的偽噪聲的頻率特性。正如此圖上所顯示的那樣，采用了具有平坦特性的偽噪聲。圖5(b)顯示了相應(yīng)于由電平/頻率特性測量單元12所測量的近端講話者聲音的近端聲音輸入Sin的頻率特性。濾波器13的特性按照被測量的頻率特性被加以改變，如圖5(c)所示。在本實施例中，濾波器特性被可變地設(shè)置，從而使得近端講話者聲音的頻率被模擬以及電平差為固定(在本說明的實例中，為20dB)。濾波器18被設(shè)置成使它具有和濾波器13的特性相反的特性。有了這種特性以后，如果濾波器13和18互相級聯(lián)，那么級聯(lián)電路的輸入和輸出信號就變?yōu)榛ハ嘞嗟取?br> 濾波器13使這樣設(shè)定的可變的濾波器特性加到偽噪聲上，然后輸出該噪聲。因此，偽噪聲的頻率特性按照近端講話者聲音進行改變。由于偽噪聲的頻率特性在輸出時將會和近端講話者的聲音相對應(yīng)，因此即使這種偽噪聲和遠端講話者聲音輸出Rout相混合并通過混合電路2傳送到近端講話者，由偽噪聲引起的對近端講話者的任何有害的影響也都可被避免。其理由是，由于聽覺特性，人們對于其頻率特性接近的信號很難會有實際上的混亂的感覺，以及從人的實體感覺的觀點出發(fā)，可能出現(xiàn)的語音質(zhì)量上的惡化可予避免。
另外，它也被設(shè)定為遠端講話者聲音電平越高，濾波器18的增益越高。這種安排也是為了上述的相同理由。即當(dāng)說話電平高時，噪聲很難被人識別，即使噪聲電平比較高。
濾波器13的輸出通過加法器14被加到用于傳送遠端講話者聲音的傳輸線，并被用作為上述的遠端聲音輸出Rout。所以，濾波器13的輸出通過混合電路2部分地和近端聲音輸入相混合，然后被加到濾波器18。由于濾波器18具有與濾波器13特性的相反的特性，濾波器18的輸出變成為類似于在偽噪聲發(fā)生器11的偽噪聲輸出被直接加到混合電路2時能得到的信號。
接著，系數(shù)計算器15根據(jù)遠端聲音輸出Rout和近端聲音輸入Sin來計算一個為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)(例如，數(shù)字濾波器的抽頭系數(shù)等)?，F(xiàn)在將詳細描述這一原理。
首先，如果對于頻率f的噪聲以N(f)表示；濾波器11的特性以G(f)表示；濾波器18的特性以G-1(f)表示；及回波特性以H(f)表示，那么近端聲音信號Sin的頻率特性S(f)可由以下的式(9)給出。S(f)＝H(f)G(f)N(f) ····(9)接著，濾波器18的輸出信號S′(f)由以下的式(10)給出。
S′(f)＝G-t(f)S(f)＝G-1(f)S(f)＝G-1(f)H(f)G(f)N(f)＝H(f)N(f)····(10)在這項和N(f)之間的相關(guān)計算輸出可由以下的式(11)表示。
Ha(f)＝S′(f)N*(f)＝H(f)N(f)N*(f)····(11)在以上方程中，由于N(f)接近于白色的噪聲，可近似建立以下的式(12)。
N(f)N*(f)1 ····(12)因此，以下的式(13)被建立，且回波的脈沖響應(yīng)可近似被得到。
Ha(f)H(f)····(13)因此，在時間區(qū)域內(nèi)，回波的脈沖響應(yīng)，即用于產(chǎn)生回波復(fù)制品的系數(shù)可根據(jù)在濾波器18的輸出S(t)和噪聲發(fā)生器11的輸出n(t)之間的相關(guān)計算(下面列出的式(14))得出。ha(t)=1/N·∫0TLS′(τ)n(t-τ)dτ------(14)]]>其中N=∫0TLn2(τ)dτ]]>如在帶有已知的自適應(yīng)濾波器的情況下那樣，回波復(fù)制品產(chǎn)生器16將根據(jù)以下的式(15)而輸出回波復(fù)制品ya(如在第一實施例的式(7)的情況中那樣)。
ya＝hatx ····(15)其中ha＝(h1，h2，····，hn)tx＝(xk-1，xk-2，····，xk-n)t，xj＝x(jT)在本實施例中，系數(shù)h1，h2...hn被分別設(shè)置成ha(T)，ha(2T)，...ha(nT)。因此，包含于近端聲音輸入Sin中的回波分量被加法器17抵消了。這樣的回波復(fù)制品，如前面所述，是藉加上和遠端聲音輸出Rout相混合的偽噪聲而被產(chǎn)生出來的。因此，即使在偽噪聲分量和近端聲音輸入Sin相混合的情況下，它也能被抵消。最終，可以避免把偽噪聲分量傳送到遠端講話者。所以，由于偽噪聲的混合，對遠端講話者可能發(fā)生的語音障礙不再出現(xiàn)。如果由于偽噪聲的混合，噪聲會多多少少地被傳送到近端講話者或遠端講話者，那么這種可能的語音障礙可藉適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)特定偽噪聲電平等而得以避免。
如上所述，按照本實施例，一種其頻率特性可按照近端講話者聲音改變的偽噪聲被強制地加到用于傳送遠端講話者聲音的傳輸線，且藉使用特定的偽噪聲來估測回波路徑和產(chǎn)生回波復(fù)制品。因此，用于估測回波路徑的訓(xùn)練可以在不管遠端講話者聲音的情況下被實行。這樣，藉按照近端聲音的電平/頻率使噪聲改變形狀，可產(chǎn)生合適的回波復(fù)制品，而同時使近端講話者的語音質(zhì)量可能的惡化減到最小。第三實施例現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第三實施例。在本實施例中，遠端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin在時間上相匹配，因而回波消除器的抵消特性的精度得以改善。
圖6是顯示第三實施例結(jié)構(gòu)的方框圖。本圖上所示的回波消除器10與圖1所示傳統(tǒng)的回波消除器的不同之處在于用于延時遠端聲音輸入Rin的延時電路31被安裝在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的前級。在該延時電路31中的延遲時間一般等于在回波消除器10和混合電路2之間的可出現(xiàn)的傳輸延時。
接著，將描述以上結(jié)構(gòu)的作用。如上所述，在沒有延時電路31的現(xiàn)有技術(shù)中，來自混合電路2的近端聲音輸入Sin相對于遠端聲音輸入Rin被延遲了上述的延遲時間。因此，遠端聲音輸入Rin首先被輸入到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3，然后相應(yīng)的近端聲音輸入Sin以上述的延遲時間被輸入到那里。為此，如果延遲時間相應(yīng)于例如FIR濾波器的200個抽頭的計算時間，那么在多到512個抽頭中只有312個抽頭實際上可被用來在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生的過程中估測回波路徑和/或產(chǎn)生回波復(fù)制品。
相反地，在本實施例中，由于混合電路2的延時被給予遠端聲音輸入Rin，以使遠端聲音輸入Rin在時間上和近端聲音輸入Sin相匹配，因此FIR濾波器的性能可被充分地提取且可以較高的精度產(chǎn)生回波復(fù)制品。這樣，回波消除器的抵消特性的精度也可得以改善。而且，由于現(xiàn)有的器件可直接被用在本實施例，因而上述的全部修改就不再需要。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第四實施例。在本實施例中，遠端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin被進行所謂的過采樣，以便改善回波消除器抵消特性的精度。
圖7是顯示第四實施例結(jié)構(gòu)的方框圖。本圖上所示的回波消除器20與圖1所示的回波消除器的不同之處在于，用于對遠端聲音輸入Rin進行上采樣的上采樣器32和用于對近端聲音輸入Sin進行上采樣的另一個上采樣器33被安裝在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的前級，以及用于對回波復(fù)制品進行下采樣的下采樣器34被安裝在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的后級。
此處，如果例如遠端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin的采樣頻率是8KHz(＝Fs)，那么上采樣器32，33的采樣頻率是2Fs的16KHz。同樣地，下采樣器34的采樣頻率是Fs的8KHz。
接著，將討論上述結(jié)構(gòu)的作用。對于如上述的這樣的結(jié)構(gòu)，對回波路徑的估測和/或產(chǎn)生回波復(fù)制品是以和上采樣器32，33同樣的2Fs來進行的。由于該回波是藉在根據(jù)上采樣的遠端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin所估測的回波路徑和上采樣的遠端聲音輸入Rin之間進行卷積運算而產(chǎn)生的，因而其精度高于傳統(tǒng)的回波消除器。因此，回波消除器抵消特性的精度可得以改善。而且，還有這樣的優(yōu)點，即當(dāng)采樣速率提高時收斂速度更快。另外，正如第三實施例的情況那樣，由于本實施例的回波消除器事實上可使用現(xiàn)有的器件，上述的全部修改不再需要。第五實施例A.本實施例的組成圖9是按照本發(fā)明的第五實施例的回波消除器的重要部分的方框圖。在該器件中，除了圖1的回波消除器外，使用了起始估測電路7。圖上未示出的部分按圖1所示的相同方式被構(gòu)成。
在圖9中，參考數(shù)字71表示延時測量電路。延時測量電路71根據(jù)近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout得出延遲時間TD(見圖2)，并輸出此結(jié)果。作為得到延遲時間TD(例如是在近端聲音輸入Sin峰值出現(xiàn)的時間和遠端聲音輸出Rout峰值出現(xiàn)的時間之間的差值)的方法，可得出預(yù)定時期內(nèi)的這兩個時間，或者可得出兩個信號之間的相互關(guān)系。
參考數(shù)字75表示延時電路。該延時電路75把遠端聲音輸出Rout延遲一段由延時測量電路71輸出的延遲時間TD。參考數(shù)字72表示電平比測量電路。該電平比測量電路72比較近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout之間的電平，并把相應(yīng)于此比值的信號加到乘法器76的一端。同時，延時后的遠端聲音輸出Rout被加到乘法器76的另一端。因此，在延時和電平方面被歸一化的遠端聲音輸出Rout(該輸出以后被稱為“信號R′out”)從乘法器76被輸出。
參考數(shù)字74表示波形數(shù)據(jù)庫。該波形數(shù)據(jù)庫74存儲了各種不同混合的回波波形的特征數(shù)據(jù)。此處所使用的術(shù)語“特征數(shù)據(jù)”指的是回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的FIR濾波器中抽頭系數(shù)bi(見式(1))。應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)前在電話線路中使用的有幾十種混合方式，且存儲所有各種混合的特征數(shù)據(jù)并不困難。參考數(shù)字73表示形狀比較器。該形狀比較器73根據(jù)信號R′out和近端聲音輸入Sin之間的關(guān)系選擇和實際關(guān)系最相像的一個特征數(shù)據(jù)。所選定的特征數(shù)據(jù)(抽頭系數(shù)bi)被設(shè)置為回波路徑測量/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的FIR濾波器抽頭系數(shù)的初始值。
由延時電路75延遲的遠端聲音輸出Rout也被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。這樣，在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中，近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout之間不存在延遲時間TD(見圖2)。應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)在控制單元4中檢測到雙方講話時(即當(dāng)雙方講話信號DT被輸出時)，延時測量電路71、電平比測量電路72和形狀比較器73都停止工作。
B.本實施例的操作接著，將描述本實施例的工作。
首先，當(dāng)遠端講話者發(fā)出某些聲音時，其內(nèi)容以遠端聲音輸出Rout的形式被加到延時測量電路71。當(dāng)近端聲音輸入Sin作為基于它的一個回波在不久之后被加到延時測量電路71時，其延遲時間TD就在延時測量電路71中被計算，且把其值加到延時電路75和回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。
結(jié)果，現(xiàn)在被延時了TD的遠端聲音輸出被加到電平比測量電路72。電平比測量電路72依次給出了相應(yīng)于在近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout之間的電平比的信號加到乘法器76的一端。這樣做以后，現(xiàn)在已對延遲時間和電平進行了歸一化的信號R′out被加到形狀比較器73。
在形狀比較器73中，根據(jù)信號R′out和近端聲音輸入Sin之間的相關(guān)性，選擇了存儲在波形數(shù)據(jù)庫74中的最類似于實際相關(guān)性的一個特征數(shù)據(jù)。所選擇的特征數(shù)據(jù)被乘法器校正其電平，然后被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。經(jīng)過這一步驟后，F(xiàn)IR濾波器的抽頭系數(shù)的初始值被設(shè)定。現(xiàn)在被延時了TD的遠端聲音輸出Rout通過延時電路75再被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。
當(dāng)對于延時電路75設(shè)置延遲時間和對于FIR濾波器設(shè)置抽頭系數(shù)bi的初始值都以剛描述的方式完成時，初始估測電路7的工作已結(jié)束。以后，在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中，根據(jù)近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout進行學(xué)習(xí)識別，而且適當(dāng)?shù)馗淖兂轭^系數(shù)Di以便估測更正確的回波路徑。這樣，按照本發(fā)明，延時電路75的延遲時間可由延時測量電路71設(shè)置，以及回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中的抽頭系數(shù)的初始值可由形狀比較器72的波形數(shù)據(jù)庫74設(shè)置。
當(dāng)然，回波路徑的估測不是由那些初始值完成的，且在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中需要進一步的學(xué)習(xí)。然而，有了上述的設(shè)備，藉使初始值對回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3有更滿意的正確度，可使為收斂學(xué)習(xí)結(jié)果所需要的時間明顯地縮短。而且，按照本發(fā)明，由于現(xiàn)在被延時過TD的遠端聲音輸出通過延時電路75被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3，因而在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中的學(xué)習(xí)負荷可被減少及回波路徑估測可以更高速度和更精確地被完成。
正如前面所描述的，按照本實施例的回波消除器，由于在產(chǎn)生回波復(fù)制品的時候預(yù)先設(shè)定延遲時間或每個參量的相對更精確的初始值可被設(shè)定，回波路徑估測可以高速度和高精度被完成。第六實施例A.本實施例的構(gòu)成圖10是按照本發(fā)明的一個實施例的回波消除器的重要部分的方框圖。在本實施例中，使用了頻譜比較器81和頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)庫82，以代替第五實施例的形狀比較器73和波形數(shù)據(jù)庫74。
頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)庫81存儲各種不同混合的頻率響應(yīng)特性的數(shù)據(jù)。由于如前所述的當(dāng)前在電話線路中使用的只有約幾十種混合方式，因而存儲所有各種混合的頻率響應(yīng)特性數(shù)據(jù)并不困難。頻譜比較器81根據(jù)信號Rout′和近端聲音輸入Sin之間的相關(guān)性選擇和實際特性最相類似的一個頻率響應(yīng)特性。變換器83把所選的頻率響應(yīng)特性變換成時間軸上的響應(yīng)特性。具體地，頻率響應(yīng)特性被變換成抽頭系數(shù)bi，且那么抽頭系數(shù)bi被設(shè)置為回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的FIR濾波器的抽頭系數(shù)的初始值。正如第五實施例的形狀比較器73的情況那樣，頻譜比較器81在控制單元4中檢測到雙方講話時，(即當(dāng)雙方講話信號DT被輸出時)，就停止工作。
B.本實施例的操作接著，將描述本實施例的工作。
首先，當(dāng)遠端講話者發(fā)出某些聲音時，其內(nèi)容以遠端聲音輸出Rout的形式被加到延時測量電路71。當(dāng)近端聲音輸入Sin作為基于它的一個回波在不久時被加到延時測量電路71時，其延遲時間TD就在延時測量電路71中被計算，且把其值加到延時電路75和回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。
結(jié)果，現(xiàn)在被延時過TD的遠端聲音輸出被加到電平比測量電路72。電平比測量電路72依次給出了相應(yīng)于在近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout.之間的電平比的信號加到乘法器76的一端。這樣做以后，現(xiàn)在已對延遲時間和電平進行歸一化的信號Rout′被加到頻譜比較器81。
在頻譜比較器81中，根據(jù)信號R′out和近端聲音輸入Sin之間的相關(guān)性選擇了存儲在頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)庫82中的和實際關(guān)系最相類似的一個特征數(shù)據(jù)。所選擇的特征數(shù)據(jù)通過變換器83被變換成抽頭系數(shù)bi，然后被乘法器校正其電平，接著被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。經(jīng)過這一步驟后，F(xiàn)IR濾波器的抽頭系數(shù)的初始值被設(shè)定。
當(dāng)對于延時電路75設(shè)置延遲時間TD和對于FIR濾波器設(shè)置抽頭系數(shù)bi的初始值都以剛才描述的方式完成時，初始估測電路7的工作已結(jié)束。以后，在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中，根據(jù)近端聲音輸入Sin和遠端聲音輸出Rout進行學(xué)習(xí)識別，而且適當(dāng)?shù)馗淖兂轭^系數(shù)bi以便估測更正確的回波路徑。這樣，按照本發(fā)明，延時電路的延遲時間可由延時測量電路71來設(shè)置，以及抽頭系數(shù)的初始值可由延時測量電路71、頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)庫81和變換器83來設(shè)置。
如上所述，按照本實施例，正如第五實施例的情況那樣，藉使初始值對回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3有更滿意的正確度，可使為收斂學(xué)習(xí)結(jié)果所需要的時間明顯地縮短。修改的實施例應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明并不限于上述實施例。例如，可按如下所述的那樣作出許多改變和修改。
(1)在上述實施例中的任一例中，本發(fā)明被應(yīng)用于移動電話和陸地電話之間的信號傳輸。然而，本發(fā)明的應(yīng)用并不限于此。本發(fā)明可被應(yīng)用于在雙線電路和四線電路之間進行信號傳輸?shù)乃型ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。
(2)在第一和第二實施例中，偽噪聲發(fā)生器11通常產(chǎn)生偽噪聲。然而，裝置也可被做成為其中從交換機接收呼叫界限(callboundary)且直到經(jīng)過一段時間之后才產(chǎn)生偽噪聲。由于這種裝置，在近端講話者把受話器放到非常接近耳邊之前就可完成學(xué)習(xí)，這樣偽噪聲在實際進行講話時可被阻止發(fā)送到近端講話者。
(3)當(dāng)遠端講話者在大于預(yù)定的時間內(nèi)保持為緘默狀態(tài)時，偽噪聲發(fā)生器11可產(chǎn)生偽噪聲。其理由是，當(dāng)遠端講話者一側(cè)為緘默狀態(tài)時，傳輸?shù)浇酥v話者的噪聲(如果有的話)并不會對講話造成任何障礙。
(4)當(dāng)回波抵消在加法器17中成為低于預(yù)定電平時，偽噪聲發(fā)生器11可發(fā)生偽噪聲。其理由為有很大可能是回波復(fù)制品產(chǎn)生器16未產(chǎn)生正常的回波復(fù)制品，且重新學(xué)習(xí)看來是所希望的。
(5)在第一實施例中偽噪聲的電平是常量。然而，當(dāng)為實行相關(guān)運算所需要的時間增加時，偽噪聲的電平可以減小。
(6)在第四實施例中，上采樣器32，33和下采樣器34由分開的元件構(gòu)成?；蛘撸鼈兛梢越鍒D8所示的數(shù)字信號處理器(DSP)由單個元件構(gòu)成。在這種情況下，由于可以使DSP35做成傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及把供給回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的時鐘改變成2Fs，因此，回波消除器的抵消特性的精確度可藉只對電路設(shè)計稍作變動而得到改進。
換句話說，由于足可以使對估測裝置和回波復(fù)制品產(chǎn)生器的輸入/輸出信號的采樣速率由單個信號變換器進行變換，因而對現(xiàn)有器件的改變很容易做到。
(7)在第四實施例，采樣過程的次序可按照需要加以改變。此處重要的事件是上采樣器32，33和下采樣器34的處理時序必須在時間上相一致，且下采樣器34的輸出必須是時間上連續(xù)的。
(8)以上的第三和第四實施例可加以組合。圖11顯示了由這種組合所組成回波消除器30的結(jié)構(gòu)的實例。如該圖所示，延時電路31被安裝在上采樣器32的前級。該延時電路31適合于把遠端聲音輸入Rin延遲一段在回波消除器30和混合電路2之間可出現(xiàn)的傳輸延時。按照這種結(jié)構(gòu)的實例，回波消除器的抵消特性的精度可由第三和第四實施例的乘法器的作用得到更多的改進。
(9)在第五實施例中，波形數(shù)據(jù)庫74把抽頭系數(shù)bi作為特征數(shù)據(jù)來加以存儲。然而，特征數(shù)據(jù)并不僅限于抽頭系數(shù)bi。例如，可表示各種不同種類的混合的響應(yīng)特性的α參量、LSP參量、每次通話系數(shù)等等都可作為特征數(shù)據(jù)加以存儲。
(10)在第五和第六實施例中，回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3不僅限于采取學(xué)習(xí)識別算法的那種電路?？商鎿Q地，例如Kalman濾波器一類的大范圍的算法可被使用。
(11)在第五和第六實施例中，回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3可被重新設(shè)計成首先使回波復(fù)制品被設(shè)置為小于估測值、然后隨著時間的推移而逐漸增加到原來的值。其理由是，由于很難在早期階段正確估測回波復(fù)制品，對回波復(fù)制品信號Y所設(shè)置的高電平會導(dǎo)致像產(chǎn)生噪聲那樣的不方便。
(12)在第三到第六實施例中，根據(jù)遠端講話者產(chǎn)生的聲音估測回波路徑。可替換地，可使用其它信號估測回波路徑。例如，在由近端發(fā)起呼叫的情況下，可使用回鈴音估測回波路徑，而在由遠端發(fā)起呼叫的情況下，可藉在近端摘機后立刻發(fā)送訓(xùn)練信號到混合器的方法估測回波路徑，這使得回波路徑就根據(jù)這樣來估測。其理由是，由于使用上述裝置，當(dāng)近端講話者和遠端講話者實際上開始講話之時，精確回波路徑估測已經(jīng)獲得。
(13)在第五和第六實施例中，已被延時電路75延時的遠端聲音輸出Rout被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。可替換地，非延時的遠端聲音Rout被加到回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。在這種情況下，遠端聲音輸出Rout在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3內(nèi)被延遲了一個在延時測量電路71中所測量的延遲時間(具體地，在數(shù)字符號1，相應(yīng)的抽頭系數(shù)bi被置成“0”)。這樣，即使延遲時間Td變動，也能藉在回波路徑估測/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中的學(xué)習(xí)使得回波復(fù)制品遵循延遲時間Td。
權(quán)利要求
1.一種用于通信線路網(wǎng)的回波消除器，該通信線路網(wǎng)包括用于傳送四線側(cè)的話音的第一傳輸線和用于傳送二線側(cè)的話音的第二傳輸線，所述回波消除器包括訓(xùn)練信號產(chǎn)生器裝置，用于產(chǎn)生訓(xùn)練信號，并把它們加到所述第一傳輸線；以及系數(shù)計算器裝置，用于根據(jù)在加到所述第一傳輸線的訓(xùn)練信號和所述第二傳輸線的一個信號之間的所建立的相關(guān)性來計算為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)。
2.一種應(yīng)用于通信線路網(wǎng)中所使用的回波消除器的回波路徑估測方法，該通信線路網(wǎng)包括用于傳送四線側(cè)的話音的第一傳輸線和用于傳送二線側(cè)的話音的第二傳輸線，所述回波路徑估測方法包括訓(xùn)練信號輸出步驟，用于產(chǎn)生訓(xùn)練信號，并把此信號加到所述第一傳輸線；以及系數(shù)計算步驟，用于根據(jù)在加到所述第一傳輸線的訓(xùn)練信號和所述第二傳輸線的一個信號之間所建立的關(guān)系來計算為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1的回波消除器，其特征在于，進一步包括用于存儲多個混合的響應(yīng)特性的存儲裝置；選擇器裝置，用于根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系來選擇一個所述的響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生裝置，用于藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法來估測回波路徑、和藉適當(dāng)?shù)匮舆t傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號延遲的方法來產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及初始參量設(shè)置裝置，用于根據(jù)由所述選擇器裝置選擇的響應(yīng)特性來設(shè)定所述參量的初始值。
4.一種在用于在通過四線側(cè)發(fā)送的聲音和通過二線側(cè)發(fā)送的聲音之間進行傳輸?shù)耐ㄐ啪€路網(wǎng)中所使用的回波消除器，所述回波消除器包括存儲裝置，用于存儲多個混合的響應(yīng)特性；選擇器裝置，用于根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系來選擇一個所述的響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生裝置，用于藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮訒r傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及初始參量設(shè)定裝置，用于根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的響應(yīng)特性來設(shè)定所述參量的初始值。
5.按照權(quán)利要求2的回波路徑估測方法，其特征在于，進一步包括以下步驟存儲多個混合的響應(yīng)特性；根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系來選擇一個所述的響應(yīng)特性；藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮訒r傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的響應(yīng)特性來設(shè)定所述參量的初始值。
6.一種在通過四線側(cè)發(fā)送的聲音和通過二線側(cè)發(fā)送的聲音之間進行傳輸?shù)耐ㄐ啪€路網(wǎng)中用于估測回波路徑的回波路徑估測方法，所述方法包括以下步驟存儲多個混合的響應(yīng)特性；根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系來選擇一個所述的響應(yīng)特性；藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮訒r傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法來產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的響應(yīng)特性來設(shè)定所述參量的初始值。
7.按照權(quán)利要求3的回波消除器，其特征在于，進一步包括延時測量裝置，用于根據(jù)從所述四線側(cè)發(fā)送到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)發(fā)送到所述四線側(cè)的回波信號來測定回波信號相對于傳輸信號的延時；以及延時設(shè)定裝置，用于把所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置中的延遲時間設(shè)定為由所述延時測量裝置所測量的延遲時間。
8.按照權(quán)利要求1的回波消除器，其特征在于，進一步包括存儲裝置，用于存儲多個混合的頻率特性；選擇器裝置，用于根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系選擇一個所述的頻率響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置，用于藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮訒r傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及初始參量設(shè)定裝置，用于根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的頻率響應(yīng)特性設(shè)定所述參量的初始值。
9.一種在用于在通過四線側(cè)發(fā)送的聲音和通過二線側(cè)發(fā)送的聲音之間進行傳輸?shù)耐ㄐ啪€路網(wǎng)中所使用的回波消除器，所述回波消除器包括存儲裝置，用于存儲多個混合的頻率特性；選擇器裝置，用于根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系選擇一個所述的頻率響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置，用于藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮訒r傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及初始參量設(shè)定裝置，用于根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的頻率響應(yīng)特性設(shè)定所述參量的初始值。
10.按照權(quán)利要求2的回波路徑估測方法，其特征在于，進一步包括以下步驟存儲多個混合的頻率響應(yīng)特性；根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系選擇一個所述的頻率響應(yīng)特性；藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮訒r傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的響應(yīng)特性設(shè)定所述參量的初始值。
11.一種在用于在通過四線側(cè)發(fā)送的聲音和通過二線側(cè)發(fā)送的聲音之間進行傳輸?shù)耐ㄐ啪€路網(wǎng)中用來估測回波路徑的回波路徑估測方法，所述方法包括以下步驟存儲多個混合的頻率響應(yīng)特性；根據(jù)在從所述四線側(cè)傳播到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號之間的關(guān)系選擇一個所述的頻率響應(yīng)特性；藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮舆t傳輸信號及按照預(yù)定參量使該信號變形的方法產(chǎn)生回波復(fù)制品；以及根據(jù)由所述選擇器裝置所選擇的響應(yīng)特性設(shè)定所述參量的初始值。
12.按照權(quán)利要求8的回波消除器，其特征在于，進一步包括延時測量裝置，用于根據(jù)從所述四線側(cè)發(fā)送到所述二線側(cè)的傳輸信號和從所述二線側(cè)發(fā)送到所述四線側(cè)的回波信號測量回波信號相對于傳輸信號的延時；以及延時設(shè)定裝置，用于把所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置中的延遲時間設(shè)定為由所述延時測量裝置所測量的延遲時間。
13.按照權(quán)利要求1的回波消除器，其特征在于，進一步包括估測裝置，用于根據(jù)響應(yīng)于四線側(cè)處的話音的第一聲音信號和響應(yīng)于二線側(cè)處的聲音的第二話音信號，估測用于轉(zhuǎn)換四線側(cè)和二線側(cè)的混合電路的響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置，用于藉助于利用所估測的結(jié)果和所述第二聲音信號所進行的計算，人工地產(chǎn)生由所述混合電路所造成的回波；減法裝置，用于從所述第二聲音信號中減去所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置的輸出信號；以及延時裝置，用于使所述第一話音信號延遲一個預(yù)定的時間。
14.一種在用于在通過四線側(cè)發(fā)送的聲音和通過二線側(cè)發(fā)送的聲音之間進行傳輸?shù)耐ㄐ啪€路網(wǎng)中所使用的回波消除器，所述回波消除器包括估測裝置，用于根據(jù)響應(yīng)于四線側(cè)處的聲音的第一聲音信號和響應(yīng)于二線側(cè)處的聲音的第二聲音信號，估測用于轉(zhuǎn)換四線側(cè)和二線側(cè)的混合電路的響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置，用于藉助于利用所估測的結(jié)果和所述第二聲音信號所進行的計算，模擬地產(chǎn)生由所述混合電路所造成的回波；以及減法裝置，用于從所述第二聲音信號中減去所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置的輸出信號；其中所述回波消除器進一步包括延時裝置，用于將所述第一聲音信號延遲一個預(yù)定時間。
15.按照權(quán)利要求1的回波消除器，其特征在于，進一步包括第一采樣裝置，用于對相應(yīng)于所述四線側(cè)處的聲音的第一數(shù)字聲音信號進行上采樣；第二采樣裝置，用于對相應(yīng)于所述二線側(cè)處的聲音的第二數(shù)字聲音信號以和所述第一采樣裝置同樣的采樣速率進行上采樣；估測裝置，用于根據(jù)第一和第二上采樣器裝置的采樣結(jié)果，估測用于轉(zhuǎn)換四線側(cè)和二線側(cè)的混合電路的響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置，用于藉助于利用所估測的結(jié)果和由所述采樣裝置所采樣的結(jié)果所進行的計算，人工地產(chǎn)生由所述混合電路所造成的回波；第三采樣裝置，用于對所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置的輸出信號進行下采樣；以及減法裝置，用于從所述第二數(shù)字聲音信號中減去所述第三采樣裝置的輸出信號。
16.一種在用于在通過四線側(cè)發(fā)送的聲音和通過二線側(cè)發(fā)送的聲音之間進行傳輸?shù)耐ㄐ啪€路網(wǎng)中所使用的回波消除器，所述回波消除器包括第一采樣裝置，用于對相應(yīng)于所述四線側(cè)處的聲音的第一數(shù)字聲音信號進行上采樣；第二采樣裝置，用于對相應(yīng)于所述二線側(cè)處的聲音的第二數(shù)字聲音信號以和所述第一采樣裝置同樣的采樣速率進行上采樣；估測裝置，用于根據(jù)第一和第二上采樣器裝置的采樣結(jié)果，估測用于轉(zhuǎn)換四線側(cè)和二線側(cè)的混合電路的響應(yīng)特性；回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置，用于藉助于利用所估測的結(jié)果和由所述采樣裝置所采樣的結(jié)果所進行的計算，人工地產(chǎn)生由所述混合電路所造成的回波；第三采樣裝置，用于對所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置的輸出信號進行下采樣；以及減法裝置，用于從所述第二數(shù)字聲音信號中減去所述第三采樣裝置的輸出信號。
17.按照權(quán)利要求15的回波消除器，其特征在于，進一步包括安裝于所述估測裝置的前級和適合于延時預(yù)定時間的延時裝置。
18.按照權(quán)利要求15或17的回波消除器，其特征在于，其中由所述第一到第三采樣裝置進行的上采樣或下采樣由單個信號變換器裝置完成，所述單個信號變換器裝置變換對所述估測裝置和所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置的輸入/輸出信號的采樣速率。
全文摘要
一種用于進行回波路徑估測并去除話音障礙的回波消除器，該回波消除器包括用于產(chǎn)生一定的偽噪聲的偽噪聲發(fā)生器。該偽噪聲被強制加到用于發(fā)送遠端講話者聲音的傳輸線。此處，在遠端講話者發(fā)送話音電平很弱或遠端講話者處在不講話狀態(tài)的情況下，在偽噪聲和用于發(fā)送近端講話者聲音的傳輸線的信號之間建立一定的相互關(guān)系。根據(jù)上述關(guān)系，計算了用于產(chǎn)生回波復(fù)制品的系數(shù)。因此用于估測回波路徑的訓(xùn)練是根據(jù)偽噪聲而不依賴于遠端講話者聲音進行的，從而使能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)幕夭◤?fù)制品。
文檔編號H04B3/23GK1128591SQ95190393
公開日1996年8月7日 申請日期1995年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月6日
發(fā)明者河原敏朗, 三木俊雄, 須田博人, 大矢智之, 高木廣文 申請人:Ntt移動通信網(wǎng)株式會社