在回波消除器中用結構滯後的幅度分布估計手段的自適應濾波器發散控制的製作方法
2023-04-30 00:39:36 3
專利名稱：在回波消除器中用結構滯後的幅度分布估計手段的自適應濾波器發散控制的製作方法
本申請要求申請日為1999年5月12日的US申請No.60/133,725的利益。
本發明通常涉及電信領域，特別是涉及電話系統中的回波消除。
回波消除器一般用於電話系統以便將由於在通信線路中信號反射而可能發生的聲的和電的回波消除。用戶環路中的混合電路分開或未完成的終止可能是引起電回波的一些原因。混合電路是在用戶交換機(PBX)中將四線制傳輸線轉換為二線制傳輸線的設備。由於在系統中使用不良隔離的擴音器所以在揚聲器電話系統中產生聲回波。這些電回波和聲回波幹擾系統上的傳輸質量從而影響通信系統的用戶之間的通話質量。
為了確保高質量和純數據傳輸，ITU-T(國際電信聯盟，電信標準部門)在他們的建議G.131中建議使用回波消除器。對於具有總的大於50毫秒環路往返傳輸時間的數據鏈路極度需要使用回波消除器。通常，當環路往返傳輸時間小於50毫秒時用戶聽不到回波。
回波消除器一般用於許多不同類型的電話系統中。例如，其可用於異步傳輸模式網絡(ATM)、同步數字系列(SDH)網絡、準同步數字系列(PDH)網絡、網際協議(IP)網絡、或移動業務交換中心(MSC)。
許多回波消除器使用自適應線性濾波器來計算由離用戶最近的混合引入的回波的估計。在檢測語音信號時這些自適應濾波器不斷地調整係數以便收斂到一個結果上以便消除來自通信線路的回波。濾波器係數快速而可靠的收斂對於回波消除器的全面性能至關重要。今天用於回波消除器中的自適應線性濾波器在處理具有明顯周期特性的信號中存在困難。通常，對周期信號特性檢測太晚以致於由於不恰當的濾波器適應性導致回波消除的質量惡化。取代濾波器係數收斂到一個結果，其發散，導致不良回波消除或是甚至導致信號的過補償。當前的自適應回波消除器系統開始濾波器係數調整太早而結束濾波器係數調整太晚的事實惡化了發散和過補償。
用於回波消除器中的自適應濾波器通常使用固定時幀寄存器來檢測明顯的正弦信號特性。單獨依靠在固定時幀期間獲得的信號估計的當前結果允許或禁止濾波器係數的調整。通常，在信號上進行傅立葉(Fourier)變換並估計頻譜以便檢測周期信號。
圖1說明了傳統自適應回波消除器如何檢測語音信號或周期信號。圖1顯示了周期信號和語音信號的曲線圖120。語音信號102居中在兩個正弦周期信號100之間。滑動估計窗口，X寄存器80，保存表示在曲線圖120中的信號的一部分。按照寄存器的尺寸X寄存器80保存結合的周期和語音信號的抽樣的有限數。因為時間累加所以X寄存器80充滿新的取樣值。一旦X寄存器80滿之後，將刪除最先保存到X寄存器80中的抽樣。
曲線圖120下面是根據X寄存器80中的內容表示什麼時候回波消除器檢測語音信號的存在的時間圖。在時間t_1處檢測到語音信號。但是，可以看到，在這個時間t_1處X寄存器80包含隨同語音信號102的一部分一起的周期信號100的一部分。通常這是不希望的因為其可導致消除器發散。從時間t_1到時間t_2當不再檢測到語音信號時，將允許現有技術方法中的回波消除器調整濾波器係數。但是，取代濾波器係數收斂，則由於X寄存器80包含周期信號的抽樣所以濾波器係數可能從正確結果發散。
如先前範例所述，傳統回波消除器中的問題包括濾波器係數的發散和不良收斂，這是由於濾波器係數的調整開始太早同時明顯的周期信號值的顯著的子集仍表示在抽樣窗口中且明顯的周期信號特性的檢測進行得太長導致正弦信號引起壞的回波消除器性能的事實引起的。沒有靈活的調整而將回波消除算法調整到語音特性和/或回波路徑或在濾波器係數的收斂速度和濾波器保護之間交替是困難的。最後，傅立葉(Fourier)變換的使用需要擴大的運算。
給出這些缺點，對於自適應濾波器系統需要提供語音和周期信號的快速而可靠的檢測以便允許濾波器係數快速收斂。
簡單的說，本發明是快速檢測周期信號的出現並為濾波器係數的快速收斂而優化的一種回波消除器。本發明通過創建當前保存在固定時幀寄存器中的信號幅值的直方圖來區別語音和周期或非語音信號。如果某個抽樣值的結構比率落到由較低幅度門限和最大幅度門限形成的時間間隔中，則語音檢測單元將其識別為非語音信號。反之，如果抽樣值的結構比率沒有落到該時間間隔中，則語音檢測單元檢測語音信號。如果檢測到語音信號，則允許滯後時間的附加數值下降直到允許自適應線性濾波器開始調整濾波器係數。
在本發明的一個實施例中，根據在預定結構估計時間期間接收的信號形成直方圖。將該估計時間選擇為足夠短而使直方圖能對周期信號快速反應，但又要足夠大以避免如果根據直方圖檢測到短周期信號而發生的頻繁中斷濾波器係數的調整。另外，該估計時間最好大於語音信號的低端截止頻率。一旦選擇了估計時間，則選擇滯後時間以確保周期信號已經從寄存器中去掉。
根據引入的通信信號允許幅度門限適應過度時間。幅度門限這種適應允許比傳統方法更迅速地檢測語音或周期信號從而導致更好的濾波器係數收斂。另外，可限定高端截止門限和低端截止門限以消除來自引入的通信信號的噪音。在直方圖中將不考慮高於或低於這些截止門限的信號的任何抽樣值。
當語音信號充滿固定時幀寄存器時僅調整自適應濾波器的濾波器係數。從而，選擇足夠長的滯後時間以便在固定時幀寄存器中不存在周期信號，但又要足夠短以避免凍結濾波器係數太長。
本發明不但對於回波消除很重要，而且對於任何類型的語音處理設備也很重要。例如，一些設備利用在電信中的語音間歇來發射其它數據。當為了多個並發數據的傳輸共用單信道時，用這些間歇之間的滯後時間有助於降低或避免衝突。
通過參考與附圖結合的隨後的詳細描述，前面部分和本發明的許多附帶的優點將變得更易於理解和更好理解，其中圖1說明了傳統自適應回波消除器如何檢測語音信號的存在；圖2是典型的被使用的二揚聲器電話系統混合併結合回波消除器的抽樣示意方框圖；圖3是完成本發明的回波消除器的功能方框圖；圖4是隨時間的典型語音信號的幅度絕對值圖和相應的直方圖；圖5是隨時間的周期信號的絕對值圖和相應的直方圖；圖6是隨時間的DTMF的絕對值圖和相應的直方圖；圖7顯示了按照本發明的當前最佳實施例的用於語音檢測的可變邊界系統；圖8說明了按照本發明的最佳實施例的語音信號的檢測；
圖9是按照本發明的最佳實施例說明檢測語音信號和調整濾波器係數的程序的流程圖；圖10是表示在無線系統中的本發明的回波消除器的方框圖；圖11是表示IP應用上的語音中的本發明的回波消除器的方框圖；圖12是表示在ATM網絡中的本發明的回波消除器的方框圖。
圖2和隨後的討論想要提供一個可實現本發明的適當環境的簡短、概括的描述。在PBX環境的概括的上下文中將描述本發明，本領域的普通技術人員將意識到還可在許多不同的環境中實現本發明，例如無線通信系統；IP系統上的語音；同步數字序列(SDH)網絡；準同步數字序列(PDH)網絡；異步傳輸模式網絡(ATM)；或類似的環境。
圖2表示將近端揚聲器連接到遠端揚聲器的電話系統。表示在圖的遠左手面上的一個電話，表示近端揚聲器20。表示在圖的遠右手面上的第二個電話，表示遠端揚聲器22。近端揚聲器20和遠端揚聲器22都連接到類似的二線制傳輸線24。每個二線制傳輸線24連接到類似的混合上。近端揚聲器20定位混合28a而遠端揚聲器22定位混合28b。混合28a和28b的每一個將四線制傳輸線轉換為二線制傳輸線24，也將二線制傳輸線24轉換為四線制傳輸線26。由於在將四線制傳輸線轉換為二線制傳輸線24的轉換引起混合分離所以混合28a和28b可導致在通信線路中發生電回波。混合28a和28b的每一個都連接到回波消除器30a和30b上，該回波消除器包括消除電話信號中的回波的自適應濾波器32。
當遠端揚聲器22送話到電話中時，產生通過二線制系統24傳輸到離遠端揚聲器22最近的混合28b上的語音信號。從混合28b，語音信號傳輸到離遠端揚聲器最近的回波消除器30b中。從回波消除器30b語音信號進入離近端揚聲器20最近的回波消除器30a中並進入混合28a並在其被近端揚聲器20接收前在混合28a中將四線制傳輸線26轉換為二線制傳輸線24。如果從遠端揚聲器22到近端揚聲器20的語音信號的總的環路往返延遲大於五十(50)毫秒則線路中的回波是值得注意的且將幹擾到用戶的傳輸質量。因此，回波消除器30a將從混合28a反射回來的遠端揚聲器的語音的任何部分濾除。類似地，回波消除器30b將從混合28b反射的近端揚聲器的語音的任何部分濾除。
圖3表示回波消除器30的功能方框圖。該回波消除器具有位於回波消除器30的相反端的兩個輸入和兩個輸出。回波消除器30具有位於左手面的發送輸入路徑40和接收輸出路徑46，和位於右手面的發送輸出路徑42和接收輸入路徑44。發送輸入路徑40和接收輸出路徑42位於發送輸出路徑46和接收輸入路徑44之上。
當語音信號傳輸到回波消除器30的接收輸入路徑44時，語音控制單元48被激活。一旦語音控制單元48被激活，則語音控制單元48激活自適應濾波器50。自適應濾波器50被電連接到語音控制單元48，同時被電連接到回波消除器30的接收輸入路徑44。如果檢測到雙工通話情況(即，近端和遠端同時說話)，或者由語音控制單元48識別到自適應回波丟失增強的非語音信號，則自適應濾波器50的濾波器係數被凍結。在特定的情況下，自適應濾波器50的濾波器係數的重置可能是必要的。例如，如果錯誤信號被檢測為語音信號從而允許濾波器係數變惡化。這樣的重置信號也是由語音控制單元48提供。為了設定濾波算法的參數即自適應濾波器的參數而將自適應濾波器50連接到微處理器接口52。
回波消除器30通過對接收輸入路徑44上的信號抽樣來進行消除回波信號並從發送輸出路徑42中的信號減去抽樣的和數字濾波的信號。減去的信號數值由自適應濾波器50控制。
如上所示，如果參數調整算法給出了周期信號數據則自適應濾波器的參數能夠從其最佳值中分離出來。因此，本發明從周期信號快速區分出語音信號以便當周期信號被傳輸或是存在於線路上時終止參數調整。
為了檢測應用於回波消除器的信號是否是語音信號或是非語音信號或是周期信號，構造一個信號幅度值的直方圖。圖4表示典型語音信號的時間幅度絕對值的圖140。變量t_max60表示用於確定隨後用作下面將要說明的信號幅度直方圖中的上限的信號的最大幅度門限。在本發明的一個實施例中，一般將t_max設置為64毫秒的周期，該周期被發現是正常的可確定在此期間存在的信號中的任何異常的有效持續時間。但是，在此不需要將t_max設置為這個時間周期。已經觀測到t_max的短的時間周期可為20-30毫秒，同時t_max的長的時間周期可達約120毫秒。本領域的普通技術人員應該理解根據當前的信號這些數字可以改變。
估計時間，t_eval62用於確定幅度分布計算時間。在本發明的一個實施例中，t_eval是64毫秒。在64毫秒中，可以將語音信號的約500個抽樣累加，其是以每秒8000個抽樣的速率進行抽樣的。可以獨立於上述的t_max60來選擇估計時間t_eval。已找到的短t_eval62時間是20毫秒，或者說是160個抽樣，同時已找到的長t_eval62時間是120毫秒，或者說是960個抽樣。
還表示了相應的幅度分布函數，或直方圖142。最大幅度變量，A_max64，限定語音信號幅度的較高門限。在直方圖中可設置獨立的較高門限以便無極高信號或噪音存在，例如微小靜電幹擾聲。根據選擇信號和估計時間，t_eval62，則最大幅度，A_max64隨時間改變。還設置較低幅度門限，A_low66。由較低幅度門限，A_low66和最大幅度門限，A_max64的邊界來限定時間間隔68的計算。
在預定的估計時間，t_eval62期間接收的信號形成直方圖142。選擇足夠短的估計時間，t_eval62以便直方圖可以迅速反應周期信號，但要足夠大以避免頻繁地停止濾波器係數的調整，該濾波器係數的調整是在如果根據直方圖檢測到短周期信號時將發生。通過選擇相對短的直方圖估計時間，t_eval62，在將周期信號應用到語音檢測上後濾波器係數的調整將被迅速地停止。因此，t_eval62應比語音信號的低端截至頻率的倒數大。一旦已經選擇了估計時間，t_eval62並構造了直方圖142，則對計數時間間隔68中的幅度進行計算。通過給定時間周期內的相當大數量的高幅度值的存在檢測為周期信號。從而，如果這些抽樣值的某個結構比率落到計數時間間隔內，則由系統檢測周期信號或是非語音信號。否則，將該信號識別為語音信號。在本發明的一個實施例中，如果在估計時間，t_eval62期間進行500個抽樣，而在計數時間間隔內進行300個抽樣，則信號被檢測為周期信號，否則，該信號被檢測為語音信號。從直方圖142可以看出，多數抽樣值落到了計數時間間隔68之外，表示在估計時間t_eval62期間被抽樣的信號是語音信號。
圖5表示隨時間的周期信號幅度絕對值圖152。圖5中的圖形152類似於圖4中的圖形142並用於表示周期信號的檢測。如前所述，選擇確定信號的最大幅度的時間，t_max60。從圖5可看出，在本例中選擇的t_max比圖4中選擇的t_max要短。如上所述，還表示了估計時間，t_eval62。周期信號會具有與其最大幅度接近的它們的多個幅度，而語音信號由較小的幅度的累加值來表徵。
圖形152中表示的信號的相應的幅度分布函數，或直方圖152，也表示在圖5中。通過將圖4的圖形142與圖形152比較可看出，在計數時間間隔68中周期信號比典型的語音信號包含更多的抽樣。當在計數時間間隔中的取樣數目高於結構比率，檢測到周期信號表示在周期信號存在期間不允許改變回波消除器的自適應濾波器係數。
圖6表示雙音調多頻(DTMF)音調的絕對值隨時間變化的圖。當用戶按下其按鍵式電話上的一個按鍵時該周期信號是典型的。直方圖162是圖形160中表示的信號的相應的幅度分布函數。該直方圖162是不同幅度的正弦信號直方圖的上部位置圖。通過比較圖5的直方圖152和圖6中的直方圖162，很顯然，即使DTMF信號是周期信號，DTMF信號也具有比大幅度抽樣更多的相當小的幅度抽樣。因此，應該仔細選擇計數時間間隔68以確保將DTMF語音檢測為周期信號。在本發明的一個實施例中，較低幅度門限，A_low66，比最大幅度門限A_max64低65％，或者另外被規定，A_low66是A_max64的35％。如果A_low66設置太高，則DTMF信號作為周期信號將檢測不到，表示在圖3中的語音控制單元48，將錯誤地將其它不是周期信號的信號檢測為周期信號。
圖7進一步解釋了如何為時間檢測設置計數時間間隔68的邊界。第一邊界例子170表示在第二邊界例子172的左邊。如上所述，如果抽樣值的某個結構比率降到計數時間間隔68中，則該信號被檢測為周期信號。只要該信號被檢測為周期信號則回波消除器的濾波器係數將不調整。設置較高門限(未示出)以便抑制來自諸如微小靜電幹擾聲的噪音或是其它種類的幹擾影響的極高值。為了確定最大幅度A_max64忽略在信號中的高於這個門限的值，並在計數時間間隔69中不計算。如上所述，通過將其設置為最高幅度門限A_max64的比率，通常為A_max的35％或是.35的α來確定較低幅度門限，A_low66。最高幅度門限A_max64的這個比率α在本發明的現在的最佳實施例中是恆量。本領域的普通技術人員應該理解，根據在任意給定時間被接收的信號的類型α可以是變量。在低音處較低幅度門限，A_low66，可降到幅度狀態中，在那裡其很難從背景噪聲中辨別出來。設置定義時間間隔的絕對最小值的某個的結構較低噪音門限，A_noise70。
在第二邊界例子172中，如由劃虛線的水平線174表示的一樣，A_max64比邊界例子170中表示的要低。如上所述，根據在給定時間處的信號和已被選擇的估計時間t_eval62，允許A_max64隨時間改變。在這個例子中，由於最高幅度門限，A_max64比邊界例子170中的低，所以較低幅度門限，A_low66或由最高幅度門限，A_max64乘α的值將比預定的噪音門限，A_noise70低，該預定噪音門限是可以設定的絕對最低幅度門限，A_low66。只要該計算表示A_low66低於A_noise70，則設置最低幅度門限，A_low66，使A_low66等於A_noise70的值。這有助於確保沒有背景噪聲惡化正常語音或沒有語音直方圖。
圖8說明本發明一個實施例的檢測語音信號或周期信號的時間。表示了周期信號和語音信號的圖形180。在圖形180中，語音信號102居中於兩個正弦周期信號100之間。如上所述，滑動估計窗口，X寄存器80，在任意給定時間處理信號的一部分抽樣。如果比較圖8和圖1，可看出，由於上面已詳細敘述過的估計時間和可調整最高和較低幅度門限的結構特徵，本發明比現有技術的方法更早地檢測到語音信號。基於t_eval，A_low和A_max變量的適當設置，在本發明中在時間t_1′處檢測到語音信號。但是，在t_1′處，不允許濾波器調整係數。取而代之，滯後時間t_hyst延遲係數特徵直到滯後時間結束。該滯後時間允許僅僅語音信號充滿X寄存器80。本發明的一個實施例中提供了結構的滯後時間，t_hyst。應仔細選擇滯後時間，t_hyst，以至當調整開始時在X寄存器80中沒有周期信號存在。如果正確選擇t_hyst88，則在X寄存器80中將僅存在語音信號。該結構保證穩定且無變化但慢慢收斂。只要應用顯著的周期信號，或者只要其存在於延遲路徑中，則濾波器調整將被有效禁止。應限制存儲於X寄存器80中的累加周期信號以阻上消除器參數分離。在本發明的一個實施例中，從時間t_1′直到t_1』+t_hyst88，濾波器係數的凍結保持有效。一旦到達這個時間，則X寄存器80應僅包含語音信號。由此，避免了濾波器係數的分離。如果滯後時間，t_hyst88設置不正確，則濾波器係數將被凍結太長。濾波器係數的過分的凍結導致參數的低收斂。該滯後時間還確保無過補償發生。
在圖8中表示的例子中，在時間t_3處檢測非語音信號。將圖8和圖1比較可看出，時間t_3早於圖1中表示的時間t_2。而且，在時間t_3處，X寄存器80包含比在現有技術的方法中的時間t_2處X寄存器80包含的要少的周期信號。通過可編程的計算時間和計算時間間隔可得到該結果。
圖9是說明本發明的一個實施例中的程序的流程圖。從步驟190開始首先從回波消除器30的接收輸入路徑44接收信號(表示在圖3中)。根據確定最高幅度，t_max62，和估計時間，t_eval62(如上所述表示在圖4中)的時間，如上所述在步驟194設置最高幅度門限，A_max64，和最低幅度門限，A_low66。然後在步驟196創建信號的直方圖，其表示估計時間，t_eval62的長度。如上所述，基於在計數時間間隔68中的值計數，進行確定在步驟198處是否已檢測到語音信號。如果沒有檢測到語音信號則如步驟200所示不調整濾波器係數且在通過最末的步驟206表示的接收輸出路徑46上(表示在圖3中)將信號從回波消除器發送出。如果沒有檢測到語音信號而另外將參數凍結，則處理器重複從步驟190開始直到沒有接收到任何信號。如果檢測到語音信號，則處理器轉移到步驟202，在那裡允許自適應濾波器中的濾波器係數調整前等待一個時間周期，t_hyst(表示在圖8中)。一旦t_hyst時間已經停止，則在步驟204允許濾波器係數調整。只要從接收輸入路徑44方框接收到信號程序，就重複從步驟190開始的過程。一旦不存在信號，處理器在步驟206結束。
圖10表示用於無線系統的本發明。由於引入了長延遲時間，所以在無線系統中的回波消除器的使用是需要的。例如在圖10中表示的系統中，從行動電話到基站收發機190有90毫秒的延遲時間。所以返回信號在至少180毫秒內將不能到達行動電話192。接收來自行動電話192的無線通信的基站收發機190連接到移動交換中心194，其包含回波消除器單元30。該移動交換中心194連接到類似於表示在圖2中的系統的獨立電話196。
圖11表示應用在語音上IP的本發明的回波消除器的使用。該回波消除器能夠廣泛用於降低語音上IP應用中的聲回波和電回波。與在無線系統中一樣，語音上IP電路趨向於具有相關的很大的延遲時間。典型的系統具有200到400毫秒的環路往返延遲。
圖12表示在電路競爭服務中的回波消除器。網際網路單元212與不同網絡連接到一起。網際網路單元包含回波消除器30(如圖3所示)，以消除不同網絡之間的延遲時間所引起的回波。同步數字序列網絡或準同步數字序列網絡210與連接到異步傳輸模式網絡214的網際網路單元212連接。
權利要求
1.檢測輸入的通信信號是否是語音信號或周期信號的方法，包括以下步驟(a)設置結構最高幅度門限；(b)設置結構較低幅度門限以使通過包含在較低幅度門限和最高幅度門限之間的值的範圍來限定計數時間間隔；(c)設置結構估計時間以對輸入的通信信號抽樣；(d)在估計時間期間對輸入的通信信號抽樣；(e)確定具有一個在計數時間間隔內的值的抽樣號的計數；(f)根據該計數確定輸入的通信信號是否是語音信號或周期信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，設置結構最高幅度門限包括設置結構最高幅度確定時間；在最高幅度確定時間內對輸入的通信信號抽樣；和根據在最高幅度確定時間內抽樣的該輸入的通信信號來設置結構最高幅度門限。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括設置結構較高門限，該結構較高門限消除高於預定門限的輸入信號的抽樣。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，沒置結構估計時間包括確定輸入的通信信號的低端截止頻率，並設置比輸入的通信信號的低端截止頻率的倒數大的估計時間。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，設置結構較低幅度門限包括將結構最高幅度門限乘以一個結構常量。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括設置比輸入的通信信號中的背景噪聲水平更高的結構噪音門限。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，設置結構較低幅度門限包括通過將結構最高幅度門限乘以一個結構常量來計算較低幅度門限；和如果較低幅度門限比結構噪音門限低則將較低幅度門限設置為等於結構噪音門限。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定輸入的通信信號是否是語音信號或周期信號包括確定所述計數是否大於在估計時間期間的抽樣總數的預定比率；和如果所述計數大於預定比率，則輸入的通信信號被檢測為周期信號，否則輸入的通信信號被檢測為語音信號。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定輸入的通信信號是否是語音信號或周期信號包括建立輸入的通信信號抽樣的幅度直方圖；分析該直方圖以確定抽樣值的預定比率是否在計數時間間隔內；和如果抽樣值的預定比率在計數時間間隔內，則檢測周期信號，如果抽樣值的預定比率不落在計數時間間隔內，則檢測語音信號。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，設置抽樣值的預定比率包括將預定比率設置為至少抽樣總數的百分之六十。
11.一種控制回波消除器中濾波器係數的調整的方法，包括接收具有含語音信號和周期信號的幅度的輸入信號；分析輸入信號以檢測是否正在接收語音信號或周期信號；和通過在調整濾波器係數之前將輸入信號檢測為語音信號之後等待預定時間來控制回波消除器的濾波器係數的調整。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，分析輸入信號以檢測是否正在接收語音信號或周期信號包括(a)設置結構最高幅度門限；(b)設置結構較低幅度門限以使通過包含在較低幅度門限和最高幅度門限之間的值的範圍來限定計數時間間隔；(c)設置結構估計時間以對輸入信號抽樣；(d)在估計時間期間對輸入信號抽樣，並確定具有一個在計數時間間隔內的值的輸入信號抽樣號的計數；(e)根據具有一個在計數時間間隔內的值的輸入信號抽樣號的計數達到確定輸入信號是否是語音信號或周期信號。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，設置結構最高幅度門限包括設置結構最高幅度確定時間；在最高幅度確定時間內對輸入的通信信號抽樣；和根據在最高幅度確定時間內抽樣的該輸入的通信信號來設置結構最高幅度門限。
14.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，進一步包括設置結構較高門限，該結構較高門限消除高於預定門限的輸入信號的抽樣。
15.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，確定輸入信號是否是語音信號或周期信號包括確定所述計數是否大於在估計時間期間的抽樣總數的預定比率；如果所述計數大於預定比率，則輸入信號被檢測為周期信號，否則輸入信號被檢測為語音信號。
16.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，根據包含在移位寄存器中的輸入信號的抽樣數來調整濾波器係數，且其中通過等待直到在檢測語音信號之後移位寄存器不是主要包含周期信號的抽樣時，來延遲濾波器係數的調整。
17.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，通過如下來分析輸入信號對輸入信號的幅度抽樣；建立抽樣的幅度絕對值的直方圖；和分析該直方圖以檢測語音信號或周期信號。
18.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，通過如下來分析所述直方圖設置最高幅度門限；設置具有比該最高幅度門限小的值的較低幅度門限；和確定具有在由最高幅度門限和較低門限限定的範圍內的絕對值的抽樣輸入信號數是否超出該門限，如果超出，則檢測周期信號。
19.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，進一步包括一旦接收到周期信號則停止濾波器係數的調整。
20.一種在通信系統中用於消除回波的回波消除器，具有用於接收和發送通信信號的輸入和輸出端，且包括(a)對接收的通信信號濾波的自適應濾波器(50)；(b)檢測在接收通信信號中的周期信號和語音信號的存在的語音檢測器(48)；(c)計算用於自適應濾波器的係數序列的處理器(52)，該處理器在語音檢測器檢測到語音信號的存在後預定時間已過時開始係數的計算，而在語音信號檢測到周期信號的存在之後停止係數的計算。
全文摘要
一種用於回波消除器的結構自適應濾波器(50),包含檢測語音或非語音信號的方法。通過在時間周期上計算信號幅度值的直方圖來確定語音或非語音信號的存在。如果該直方圖有不止一個高於門限的抽樣預定數,則將信號分類為非語音或周期信號。否則將信號分類為語音信號。披露了可變的最高幅度門限和較低幅度門限從而比回波消除器中利用的傳統方法更快地從直方圖信號檢測語音或非語音信號。結構滯後時間用於確保當允許調整回波消除器的濾波器係數信號時信號寄存器主要包含語音信號。
文檔編號G10L21/00GK1275001SQ00118489
公開日2000年11月29日 申請日期2000年5月12日 優先權日1999年5月12日
發明者A·克林德沃斯, E·霍格爾, U·菲德勒 申請人:因芬尼昂技術北美公司