用於回聲消除的譜噪聲補償的製作方法
2023-04-24 08:41:46
專利名稱：用於回聲消除的譜噪聲補償的製作方法
技術領域：
該發明涉及一種回聲消除器，該回聲消除器具有用於減少殘留回聲的子帶衰減控制和用於提供譜匹配噪聲補償的子帶噪聲估計和注入。
背景技術：
雙向無線電通信系統常常易於出現回聲現象。回聲是無線電通信系統中以相反方向流動的信號之間耦合的結果。例如，在電話網絡中，四線到兩線混合電路的反射是一個眾所周知的回聲源。其他的回聲源包括在終端設備，例如電話中的接收信號和發送信號之間的聲學或電磁學耦合。聲學回聲，例如，可能由電話麥克風響應揚聲器發出的音頻信號造成。聲學回聲在封閉系統中可能會尤其嚴重，例如在移動蜂窩電話系統中。
回聲消除器通常被用來基本上減少無線電通信網絡中的回聲傳送。傳統的回聲消除器包括一個橫向濾波器，該濾波器的特點在於近端終端設備的脈衝響應係數。該橫向濾波器被連接來接收近端接收信號，並產生估計的回聲信號。估計的回聲信號被從由近端終端設備傳送的發送信號中減去。回聲消除器實質上對低損耗、長距離的衛星和光纖電話網絡的清晰度做出了貢獻。這種回聲消除器的例子在美國專利Nos.4,064,379；4,113,997；4,321,686；4,360,712；4,377,793；和針對Horna的4,600,815，以及美國專利Nos.3,780,233；3,789,233；3,836,734；針對Campenella的3,894,200中被描述。
由於用來最初產生和其後修改假定的近端回聲路徑脈衝響應的時間有限，即使最好的回聲消除器在完全除去回聲方面也是不完善的。此外，數位訊號的固有量化誤差也限制了回聲估計和消除的準確性。因此，與不相關的背景噪聲截然不同的殘留回聲分量仍保留在回聲消除後的信號之中。殘留回聲分量被假定為具有低的幅度。因此，傳統的用來減少殘留回聲的方法採用了中心削波器來除掉回聲消除後信號中的低幅度分量。一般的，為了防止發送語音的過零失真，當近端發送信號很大時，中心削波器被選擇為無效。然而，中心削波器的選擇有效和無效也往往引起對發送信號的低幅度背景噪聲分量的不被希望的調製。這種調製會被遠端感覺為通信通道的偶爾斷路。此外，選擇性有效的中心削波器會不被希望地削減掉輕聲的音節。
美國專利Nos.5,157,653和針對Genter的5,283,784，描述了一種回聲消除器，其中可變衰減器被用來在連續的衰減範圍上衰減回聲消除後的信號。為了衰減殘留回聲，衰減通過響應於接收信號、發送信號及回聲消除後的信號的相對電平的比較而變化的衰減因子來決定。為了降低對衰減器操作的感知，在有限的時間間隔內，衰減因子是漸變的而不是突變的。
為了進一步減小對用於回聲削減的可變衰減的感知，前面提及的Genter專利揭示了將補償噪聲分量注入到已衰減的回聲消除後的信號中(的方法)。注入噪聲分量的電平由基於發送信號的估計噪聲分量和衰減器施加的主要衰減而決定。正如在其中進一步描述的，補償噪聲分量從用來提供具有預先決定譜特性的噪聲信號的信號源中得到，具有預先決定譜特性的噪聲信號有例如白噪聲，或別的波段被整形為近似於典型的電話電路噪聲的噪聲。當然，「典型」的電話電路噪聲可能變化很大，如同電話使用者附近的環境聲學噪聲一樣。例如，由蜂窩無線電話系統的移動使用者產生的電話信號可能包括與雙絞線本地迴路的靜止使用者所產生的電話信號中的噪聲在譜方面截然不同的噪聲。因此，即使從實際背景噪聲到人工注入噪聲的緩慢變化也會被遠端清楚地感覺到並幹擾遠端聽者。因此，理想的是提供一種回聲消除器，其中注入的噪聲分量更準確地與發送信號中的主要噪聲譜相關聯。
發明概要根據該發明的一個方面，提供了一種回聲消除器，其中，具有有限帶寬的發送-輸入信號被劃分為許多用於獨立回聲消除的子帶發送-輸入信號。接收-輸入信號也被劃分為許多子帶接收-輸入信號。每一個子帶接收-輸入通道信號都與一個相應的估計脈衝響應卷積來產生各自的估計子帶回聲信號，其中的估計脈衝響應與相應的子帶內接收-輸入信號和發送-輸入信號之間的回聲路徑有關。每一個子帶回聲信號被從相應的子帶發送-輸入通道信號中減去來產生各自的子帶誤差信號。於是根據相應的子帶發送-輸入信號、子帶接收-輸入信號和子帶誤差信號相對電平的比較，通過在獨立的基礎上可變地衰減子帶誤差信號，殘留回聲被減少。
根據該發明的另一個方面，為了對分別衰減後的誤差信號中背景噪聲的偶然衰減做補償，噪聲分量被注入或加入到可變衰減後的子帶誤差信號中。每一個注入噪聲分量的電平被按照施加在相應的子帶誤差信號上的衰減成比例地獨立控制。每一個注入噪聲分量被進一步按照在相應的子帶發送-輸入通道信號中的已判定的噪聲電平成比例的控制。所產生的發送-輸出信號的噪聲分量因此在頻譜上與發送-輸入信號的噪聲分量相匹配。
根據該發明的另一個方面，通過將子帶發送-輸入信號和子帶接收-輸入信號作為抽取(decimated)信號，回聲消除器的計算複雜度被降低。抽取子帶信號因此也減少了其中編碼音頻值所需的比特率。
該發明的其他新的、有用的方面及其中有關的優越之處將在此清楚地解釋。
附圖簡略描述當結合附圖閱讀時，前面的概要以及下面該發明的優選實施方案的詳細描述會被更好的理解。其中
圖1是根據該發明的一種回聲消除器的功能方框圖。
圖2是應用在圖1中回聲消除器中的非線性處理器的功能方框圖。
圖3是在圖1中的回聲消除器中執行的衰減控制過程的邏輯流程圖。
圖4是在圖1中的回聲消除器中執行的噪聲注入控制過程的邏輯流程圖。
優選實施方案的詳細描述現在參考圖1，其中表示了回聲消除器10。在一個無線電通信系統中，回聲消除器10被連接在近端站12和遠端站14之間。近端站12可能包括電話、混合電路、編解碼器或其他設備，例如涉及為近端用戶提供電話服務的中央辦公室。近端站產生並傳送被提供為發送-輸入信號的信號SI到回聲消除器10的終端18。發送-輸入信號SI被回聲消除器10處理用來消除回聲。處理後的信號在終端21處被提供為發送-輸出信號用來傳送到遠端站14。遠端站14產生並傳送被回聲消除器10作為接收-輸入信號RI在終端20處接收的信號。接收-輸入信號RI在回聲消除器10的終端22處被提供為接收輸出信號R0，用來傳送到近端站12。
接收-輸入信號RI被多通道濾波器組24分析。在優選實施方案中，RI和SI是數字電話信號，每一個都具有64kb/s的數據率和從300HZ擴展到3300HZ，寬度大約為3000HZ的音頻帶寬。濾波器組24包括用於將RI劃分為16個近似250HZ寬的子帶信號的帶通濾波器26a-p(濾波器26a-p的各個波段部分重疊)。濾波器組24還包括抽取(decimation)濾波器28a-p，用於有效地將子帶通道信號的音頻量遷移到基帶並因此降低需要用於編碼其音頻值的數據率，其中，每一個抽取濾波器被連接來從相應的一個帶通濾波器26a-p接收一個子帶通道信號。每一個抽取濾波器將子帶輸入信號降低為音頻帶寬處於約0-250HZ之間的輸出信號。濾波器組24將接收-輸入信號RI分析成16個抽取子帶接收-輸入信號RC1-RC16，然後它們被提供在抽取濾波器28a-p的各個輸出終端上。
信號RC1-RC16被從濾波器組24提供給各個卷積器29a-p。每一個卷積器包括一個用於提供移位寄存器的存儲器，該移位寄存器用來存儲相應的接收通道信號的一組連續值，並用來存儲與相應通道相關聯的一組回聲路徑脈衝響應係數(即，終端22和終端18之間的回聲路徑的脈衝響應)。卷積器29a-p中的每一個被配置用來將信號RC1-RC16中的一個與存儲的脈衝響應係數做卷積。卷積器29a-p最好被配置為用來通過周期地更新存儲的脈衝響應係數來適應回聲路徑的各個子帶中的變化。每一個產生的輸出信號，EC1-EC16，表示一個與相應子帶有關的估計回聲信號。最佳的，卷積器29a-p表示的卷積由一個單獨的數位訊號處理器在各個子帶通道之間時域共享的基礎上執行。
一個操作類似於濾波器組24的16通道抽取濾波器組30被與終端18相連來接收發送-輸入信號，SI。濾波器組30將SI分析為16個抽取子帶發送-輸入信號SC1-SC16。然後，為了產生各個誤差信號ER1-ER16，回聲消除器將每一個估計回聲信號EC1-EC16從相應的一個抽取子帶發送-輸入信號SC1-SC16中減去。如同圖1中表示的，每一個估計回聲信號EC1-EC16被提供到加法放大器34a-p中對應一個的反向輸入端。信號SC1-SC16中的每一個被提供到放大器34a-p中對應一個的非反向輸入端。放大器34a-p執行所表示的相應的子帶發送-輸入信號和估計回聲信號的減法來在放大器34a-p的各個輸出終端上產生誤差信號ER1-ER16。
然後，為了衰減其中的殘留回聲分量，誤差信號ER1-ER16被進行進一步的處理。這種進一步的處理包括在各個誤差信號ER1-ER16，對應的子帶發送-輸入信號SC1-SC16，和對應的子帶接收-輸入信號RC1-RC16的相對強度基礎上，獨立地衰減每一個誤差信號。另外，這種進一步處理最好包括獨立地，並且按照施加在每一個誤差信號上的衰減程度成比例地，將補償噪聲分量加進衰減後的誤差信號中的操作。如同圖1中表示的，這種進一步的處理由非線性處理器36a-p實行。
每一個非線性處理器36a-p被連接來接收誤差信號ER1-ER16中對應的一個。非線性處理器36a-p選擇性地衰減誤差信號ER1-ER16，並在其中注入補償噪聲從而在各個非線性處理器36a-p輸出終端上給出各個輸出通道信號OC1-OC16。
輸出通道信號OC1-OC16然後被組合或被合成來在終端21處產生發送-輸出信號SO。例如，合成濾波器組38被連接來接收信號OC1-OC16。濾波器組38包括內插濾波器40a-p用來內插每一個輸出通道信號OC1-OC16，使得每一個輸出通道信號的音頻譜在實際上被重新定位在發送-輸入分析濾波器組30的對應的帶通濾波器的中心頻率附近。然後，由各個濾波器42a-p產生的輸出信號被組合，例如通過加法放大器44來在終端21處給出發送-輸出信號SO。
非線性處理器36a-p對誤差信號ER1-ER16進行的處理連同具有代表性的非線性處理器36一起在圖2中被更詳細的表示出。非線性處理器36接收發送-輸入子帶信號SCn；誤差信號ERn；以及接收-輸入子帶信號RCn。濾波器56a-c被連接來接收各個輸入信號SCn，ERn及RCn，並且每個濾波器都響應各自的信號來以非零均值信號的形式產生每一個輸入信號的統計測量值。例如，濾波器56a-c可能給出各個輸入信號SCn，ERn和RCn的絕對值的移動平均SAVG，EAVG和RAVG。在另一個可選的實施方案中，為了給出關於每一個輸入信號SCn的比較電平，濾波器56a-c可能因此給出其他的非零均值，例如，平方值，均方值，根平均平方值或對數值。
為了減少殘留回聲，平均值信號SAVG，EAVG，RAVG被提供給衰減因子控制器60用來決定將被施加在誤差信號ERn上的衰減因子ATT。一個由衰減因子控制器60執行的優選過程在圖3中被圖解說明。
從步驟80開始，衰減因子控制器60獲得與其中一個子帶通道有關的最當前的EAVG，SAVG，RAVG值。然後，該過程執行到步驟82。
在步驟82，衰減因子控制器60判定EAVG，RAVG，SAVG的值是否指示了一種情況在近端站和遠端站之間的選擇出的子帶通道中的通信是由在近端產生的信號控制的。例如，當EAVG大於一個RAVG值的預定比例加上一個相對小的常數值D(即，當EAVG＞A*RAVG，其中A*RAVG最佳為18dB或低於RAVG並且D大約為-50dBm0)，並且當EAVG大於一個SAVG的預定比例值(即，當EAVG＞B*SAVG，其中B＜1且B*SAVG最好小於SAVG大約12dB或更多)時，可以假定近端站正在產生大體上大於遠端站的發送信號。如果步驟82的條件滿足，那麼過程執行到步驟84，否則，過程執行到步驟86。
在步驟84，衰減因子減小一個預定值。例如，衰減因子可以乘以一個因子C＜1。在進入步驟84的條件下，大的近端發送信號將趨向於遮蔽任何的殘留回聲信號，甚至在沒有所施加的衰減的情況下。因此，衰減因子控制器60迅速的將衰減因子ATT降低到一個預定的最小值ATTmin。在另一個可選實施方案中，其中EAVG，SAVG和RAVG是對數值，衰減因子可以通過從其中減去一個預定的減小量來減小。在步驟84中進行的衰減因子降低的幅度足夠大，使得步驟84的重複執行足以在小於100ms，最好是約2ms內將衰減因子從預定的最大值ATTmax降低為ATTmin。從步驟84衰減因子控制器60返回到步驟80。
在步驟86，衰減因子控制器60判定EAVG是否小於SAVG的一個預定比例值(即，當EAVG＜B*SAVG時)。當步驟86定義的條件滿足時，發送-輸入子帶信號SCn的很大一部分被假定為包括正在被回聲消除器除去的回聲。在這種條件下，近端站相對安靜，誤差信號包括相對較高比例的殘留回聲。如果步驟86的條件滿足，那麼過程執行到步驟88，否則過程執行到步驟90。
在步驟88，為了減少殘留回聲向遠端站的傳送，衰減因子控制器60迅速地將衰減因子ATT向最大值ATTmax增加。這種增加可以通過將衰減因子乘以一個預定常數E＞1或者給衰減因子加入一個預定增量，直到衰減因子大於或等於最大值ATTmax而實現。正如可以估計的那樣，在步驟88隻要當EVAG小於SAVG的一個預定比例值，最好是EAVG小於SAVG大約12dB或者更多時，衰減因子就會被增加。然後，執行返回到步驟80。
在步驟90，前面定義的步驟82和步驟86的條件沒有一個佔據優勢。如果到達步驟90，那麼EAVG不會大於RAVG加上一個小的偏移量很多，並且EAVG在SAVG的12dB之內。在這種情況下，EAVG與SAVG足夠接近，使得相對較少的回聲被減去。另外，或者EAVG相對於RAVG很小，或者EAVG和RAVG兩者都相對於在步驟82中定義的小偏移量D很小。在這種情況下，衰減因子控制器60緩慢地將衰減因子朝一個最小值減小。衰減因子在步驟90被減小一個足以在大約1到5秒內使衰減因子達到ATTmin的減小量。如果實際存在雙重通話的情況，那麼遠端可能感覺到一些殘留回聲。然而因為衰減因子被獨立地為每一個子帶判定，將會有一些波段由於在雙重通話期間發送-輸入和接收-輸入信號之間的相對譜變動使其中的衰減因子保持在相對高的電平。另外，即使在雙重通話的情形下，由於近端和遠端語音信號被假定為不相關的，雙重通話不可能在一個單獨的子帶內儲器在很長一段時間。因此，任何在雙重通話期間被該發明的回聲消除器發送到遠端的殘留回聲分量比當用先前知道的回聲消除器為整個傳送頻帶作一個單獨的衰減因子判定時更不易被感覺到。在步驟90之後，衰減因子控制器返回到步驟80。
再次參考圖2，衰減因子被轉換為增益信號，例如通過從一個連同加法放大器62一起被表示出的常數中減去該衰減因子而實現。然後該增益信號被作為控制輸入被提供給可變增益放大器64。誤差信號ERn被應用為放大器64的一個輸入信號，並被乘以所採用的增益來產生衰減的誤差信號，該誤差信號被表示為放大器64的輸出終端處的中間輸出信號IOn。在其中56a-c的每一個濾波器產生一個不與輸入信號幅度成正比的非零均值信號的實施方案中，轉換裝置會被提供用來將衰減因子轉換為適當的用來調製誤差信號幅度的線性或對數標量。例如，如果各個SAVG，EAVG和RAVG信號包括移動平均平方值，那麼衰減因子的平方根可以被判定並被應用於放大器62。最佳地，如同下面進一步討論的，加法放大器62的輸出進一步作為衰減因子的一個正弦函數變化。
放大器64相對於衰減因子控制器60判定的衰減因子反向放大誤差信號。誤差信號的任何噪聲分量也將被根據對衰減因子所做的調整而調製。例如，當衰減因子為最大值時，誤差信號ERn的噪聲分量將被連同殘留回聲一起衰減。為了防止遠端聽者可能感覺到由殘留回聲消除造成的幹擾噪聲幅度的變化，噪聲判定和注入系統被提供來判定誤差信號的噪聲值，並用來將補償噪聲分量注入到輸出信號中，補償噪聲分量最好與誤差信號的已判定噪聲值成正比，並被相對於已判定的衰減因子而控制，從而當衰減因子變化時，在輸出信號中保持一個恆定的噪聲電平。在另一個其中附帶噪聲調製被認為是可接受的可選實施方案中，中間輸入信號IOn可以被直接從非線性處理器中給出，作為用於後續重構並且與同樣處理後的信號組合來產生發送-輸出信號的輸出通道信號。
噪聲源66被給出用來產生噪聲信號NS。噪聲源56可能包括一個用於存儲一系列偽隨機數字值的存儲器設備，這些偽隨機數值被周期地從該內儲器設備中得出。噪聲信號NS的譜在優選的子帶寬度上是平坦的。噪聲信號NS被提供作為可變增益放大器68的輸入。放大器68的增益由噪聲因子控制器70給出的噪聲因子NF來控制。放大器將NF與NS相乘來產生估計的噪聲信號NE，NE因此被根據誤差信號ERn的估計噪聲值而調製。估計噪聲信號NE被提供為可變增益放大器72的輸入。為了將NE和ATT相乘來產生輸出噪聲注入信號NINJ，放大器72的增益被衰減因子ATT控制。噪聲注入信號NINJ因此被相對於中間輸出信號Ion逆向調製。因此，噪聲注入信號NINJ給出一個表示被放大器64衰減的誤差信號的噪聲分量的噪聲信號。然後，噪聲注入信號NINJ被加入到中間輸出信號IOn(例如通過加法放大器74)中產生非線性處理器36的輸出通道信號OCn。最佳地，放大器72根據衰減因子的正旋函數來變化NINJ的幅度。
如同上面提到的，放大器62產生的增益按照DC電平減去衰減因子後的正弦函數來變化。因此，如果衰減因子在0到π/2之間變化，且DC電平保持在π/2，那麼放大器62施加在誤差信號上的增益將會按照衰減因子的餘弦變化。另外，放大器62施加在估計噪聲信號上的增益會按照衰減因子的正弦變化。因此，中間輸出信號的噪聲值和噪聲注入信號的平方和將保持為常數，這是保持兩個不相關信號的和為常數功率電平的條件。
發送-輸出通道信號SCn的噪聲值可以被噪聲因子控制器70在SAVG，EAVG和噪聲值的估計的相對值基礎上控制。平均濾波器73被連接來接受估計的噪聲信號NE，並給出其絕對值的移動平均作為噪聲因子控制器的輸入信號NAVG。在優選實施方案中，噪聲因子控制器根據圖4中表示的流程圖來進行。
從步驟100開始，噪聲因子控制器獲得NAVG，EAVG和SAVG的最當前值。然後，噪聲因子控制器進行到步驟102。
在步驟102，噪聲因子控制器判定NAVG的最當前值是否大於EAVG。如果NAVG大於EAVG，那麼噪聲因子控制器進行到步驟104。否則，噪聲因子控制器進行到步驟106。
在步驟104，噪聲因子通過乘以一個預定因子G＜1或減去一個預定減小量而被減小。正如可以估計的，在步驟104，只要NAVG超出EAVG，噪聲因子將被減小。這種減小最好是快速的，因為誤差信號噪聲量的估計值應當被保持為低於誤差信號的平均幅度。在步驟104之後，執行過程返回到步驟100。
在步驟106，噪聲因子控制器判定SAVG是否低於一個預定的閾值H。預定值H被選擇為足夠小，例如-45dBm0，使得如果SAVG小於H，就可以假定發送-輸入信號主要為低幅度背景噪聲而不是語音。此外，為了防止對應於反射的遠端語音中的偏差調製噪聲因子，理想的是在步驟106也判定是否RAVG也低於一個預定閾值J，例如-45dBmo。在另一個可選的實施方案中，在步驟106中可以實施其他的測試來判定子帶發送-輸入通道信號SCn是否表示語音或噪聲。例如，噪聲因子控制器可以實施另一個可選的統計測試來判定特徵的統計數字，例如，發送-輸入通道信號的方差，或誤差信號是否表示了語音或噪聲為主的信號。如果在步驟106，判定了發送-輸入信號主要是噪聲，那麼噪聲因子控制器進行到步驟108。否則，噪聲因子控制器進行到步驟110。
在步驟108，噪聲因子NF通過一個預定因子I＞1或一個預定的附加增量而被增加。在步驟108中實施的噪聲因子的遞增最好在幅度上小於在步驟104中實施的遞減(即I＜G-1)，因為很清楚地，必須快速地減小噪聲因子使得NAVG被降到低於EAVG，然而任何所希望的噪聲因子的增加都應該更謹慎，因而緩慢地被實現。在步驟108之後，執行過程回到步驟100。
在步驟110，噪聲因子不發生任何改變，已經判定了NAVG不超過EAVG，並且SAVG不表示發送-輸入通道信號主要為噪聲。在步驟110之後，執行過程返回到步驟100。
在優選實施方案中，圖1的回聲消除器10由一個單獨的數位訊號處理器實現，該處理器具有一個算法邏輯單元，它被用來計算接收-輸入和發送-輸入子帶通道信號的連續值，並用來在各個子帶之間時域共享或時分復用的基礎上執行上面描述的卷積、非線性處理和其他操作。算法邏輯單元與足夠數量的用於存儲大量連續子帶信號值、各個脈衝係數以及其他用於執行上面描述的各種操作所需的值的內儲器寄存器相連。因為子帶信號最好是經過抽取的，各個卷積執行的速率可以被相對於發送-輸入信號和接受-輸入信號被接受的採樣率減小，因而降低了與寬帶或單通道回聲消除器有關的計算速率。
在另一個可選實施方案中，圖1中的回聲消除器10可以通過利用大量的並行運行的數位訊號處理器來實現。其中，每一個處理器被配置用來在空間-劃分復用的基礎上處理子帶的一個子集。
所採用的術語和表達式被用做描述術語而不做為限制。在使用這些術語和表達式上，無意排除所表示和描述的特徵或其中一部分的任何等價表達。然而，要承認的是，在該發明聲明的範圍內的各種修正都是可能的。
權利要求
1.一種被調整來接收發送-輸入信號和接收-輸入信號、並被用來從發送-輸入信號中除去回聲分量的回聲消除器，回聲分量包括至少一部分通過回聲路徑耦合到發送-輸入信號的接收-輸入信號，該回聲消除器包括用於將發送-輸入信號劃分為許多子帶發送-輸入信號的第一濾波器裝置；用於將接收-輸入信號劃分為許多子帶接收-輸入信號的第二濾波器裝置；用於將每一個子帶接收-輸入信號與回聲路徑對應子帶的脈衝響應做卷積，因此產生許多估計的子帶回聲信號的卷積裝置；用於將每一個估計的子帶回聲信號從對應的子帶發送-輸入信號中減去，因此產生許多誤差信號的第一減法裝置；用於產生許多衰減因子的衰減因子控制裝置，衰減因子基於得自於從包括(1)，(2)，(3)的組中選出的至少兩個信號的相應比較電平的比較被決定，其中(1)、(2)、(3)分別為(1)子帶發送-輸入信號，(2)子帶接收-輸入信號，(3)誤差信號；響應於所說的衰減因子控制裝置的可變衰減裝置，用於根據相應的一個所說的衰減因子衰減每一個誤差信號，因而產生許多衰減後的誤差信號；以及用於組合所說的衰減後的誤差信號用來給出基本上沒有回聲分量的發送-輸出信號的組合裝置。
2.權利要求1的回聲消除器，包括用於產生許多子帶噪聲因子的噪聲估計裝置，每一個噪聲因子代表子帶發送-輸入信號和誤差信號中至少一個的噪聲分量。用於產生具有與每一個所說的子帶發送-輸入信號相同帶寬的噪聲信號的噪聲源；用於根據所說的噪聲因子來調製所說的噪聲信號，因此給出許多調製後的子帶噪聲信號的噪聲調製裝置；用於將每一個所說的調製後的子帶噪聲信號與對應的衰減後的誤差信號組合的噪聲注入裝置。
3.權利要求2的回聲消除器，其中所說的噪聲調製裝置進一步被配置用來根據每一個所說的衰減因子調製所說的噪聲信號。
4.一種被調整來接收發送-輸入信號和接收-輸入信號、並被用來從發送-輸入信號中除去回聲分量的回聲消除器，回聲分量包括至少一部分通過回聲路徑耦合到發送-輸入信號的接收-輸入信號，該回聲消除器包括用於將發送-輸入信號劃分為許多子帶發送-輸入信號的第一濾波器裝置；用於將接收-輸入信號劃分為許多子帶接收-輸入信號的第二濾波器裝置；用於將每一個子帶接收-輸入信號與回聲路徑對應子帶的脈衝響應做卷積，因此產生許多估計的子帶回聲信號的卷積裝置；用於將每一個估計的子帶回聲信號從對應的子帶發送-輸入信號中減去，因此產生許多誤差信號的第一減法裝置；用於根據子帶衰減因子來衰減每一個子帶誤差信號，因此產生許多衰減後的子帶誤差信號的可變衰減裝置；用於組合所說的衰減後的子帶誤差信號用來給出基本上沒有回聲分量的發送-輸出信號的組合裝置。
5.權利要求4的回聲消除器，其中所說的可變衰減裝置包括用於產生許多子帶衰減因子的衰減因子控制裝置，每一個衰減因子基於得自於從包括子帶發送-輸入信號、子帶接收-輸入信號和子帶誤差信號的組中選出的至少兩個信號的相應比較值的比較被決定。
6.權利要求4的回聲消除器，包括用於根據對應的子帶噪聲因子將子帶噪聲信號注入到對應的衰減後的子帶誤差信號中的噪聲注入裝置。
7.一種用於補償進行子帶處理的電信信號中噪聲分量的子帶衰減的方法，其中電信信號的子帶被根據各個獨立的衰減因子而衰減，該方法包括在發送-輸入終端上，將電信信號做為發送-輸入信號接收；將發送-輸入信號劃分為許多子帶信號；將獨立的衰減因子施加到每一個子帶信號上，因此給出處理後的子帶信號；為每一個子帶信號產生一個與對應的獨立衰減因子成比例的子帶噪聲信號；將子帶噪聲信號與各個處理後的子帶信號組合，因此給出輸出子帶信號；以及組合輸出子帶信號用來給出用於從發送-輸出終端傳送的發送-輸出信號。
8.權利要求7的方法，其中子帶處理包括將回聲信號從各個子帶消除的步驟。
9.權利要求7的方法，包括在每一個發送-輸入信號的子帶內估計一個估計的噪聲電平的步驟，其中所說的產生步驟還包括按照對應的估計噪聲電平成比例地產生每一個子帶噪聲信號。
10.權利要求9的方法，其中所說的估計步驟還包括判定對應的子帶信號是否主要是語音或噪聲，以及當子帶信號被判定為主要是噪聲時修改估計噪聲電平的步驟。
11.用於在處理後的電信信號中提供噪聲分量的裝置，使得處理後的電信信號的噪聲分量在譜方面與對應的未處理的電信信號的噪聲分量相匹配，它包括用來將未處理的電信信號劃分為許多子帶輸入信號的分析濾波器；用來判定在每一個子帶輸入信號中的噪聲電平的噪聲判定裝置；包括用來獨立可變地衰減每一個子帶輸入信號，因此給出處理後的子帶信號的裝置的信號處理器，用來產生許多子帶噪聲信號使得每一個子帶噪聲信號被按照已判定的噪聲電平和每一個子帶輸入信號的可變衰減成比例地調製，並用來將每一個子帶噪聲信號與各個處理後的子帶信號組合的噪聲注入裝置。用於組合處理後的子帶信號從而提供處理後的電信信號的組合裝置。
12.一種用於被配置來將可變衰減施加到電信信號許多子帶中的每一個的電信信號處理器的譜噪聲補償方法，該方法包括；產生具有子帶噪聲分量的噪聲信號，包括按照施加在電信信號的對應子帶部分上的可變衰減成比例的、獨立地控制每一個噪聲分量的電平的步驟，將噪聲信號注入到電信信號中來提供一個已注入噪聲的信號，將所說的已注入噪聲的信號向目的地發送。
13.權利要求12的方法，其中所說的電信信號具有擁有原始噪聲譜的原始噪聲量，並包括以下步驟判定原始噪聲量的子帶噪聲電平；進一步按照各個已判定的子帶噪聲電平成比例地控制每一個噪聲分量的電平，由此噪聲信號的譜被匹配於原始噪聲的譜。
全文摘要
一種包括用於將發送－輸入信號(SI)和接收－輸入信號(RI)劃分為子帶發送－輸入信號(SC1－SC16)和子帶接收信號(RC1－RC16)的分析濾波器組(24)的回聲消除器(10)。每一個子帶接收信號(RC1－RC16)被拿來與一個脈衝響應函數做卷積,產生估計的回聲信號(EC1－EC16),然後每一個估計的回聲信號被從對應的子帶發送－輸入信號中減去來產生誤差信號(ER1－ER16),其中用來做卷積的脈衝響應函數與在每一個子帶內將接收信號與發送－輸入信號耦合的回聲路徑有關。誤差信號中的殘留回聲分量通過可變衰減器(36a－p)被衰減,一個選擇分量被注入到每一個衰減後的誤差信號中,用來補償偶然發生於誤差信號的可變衰減的對背景噪聲的衰減。
文檔編號H04B3/21GK1194068SQ96196559
公開日1998年9月23日 申請日期1996年7月3日 優先權日1995年7月6日
發明者R·E·根特 申請人:相干通訊系統公司