專利名稱：回波消除器及回波路徑估測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于移動(dòng)通信網(wǎng)和長途電話線路網(wǎng)的回波消除器。同時(shí)，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(cè)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(hào)等。同樣地，在使用移動(dòng)電話(或蜂窩電話)的移動(dòng)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(dòng)電話終端到交換機(jī)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(jì)成與二線電路的阻抗相匹配。然而，由于很難達(dá)到總是很好匹配的條件，因而到達(dá)混合電路的四線輸入端的接收信號(hào)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(shí)間間隔的延時(shí)之后到達(dá)講話者處，就造成了語音障礙。當(dāng)信號(hào)傳播時(shí)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(dòng)電話的移動(dòng)通信情況下，在通向交換機(jī)的無線電通信部分中實(shí)行了各種不同的處理過程，增加了信號(hào)延時(shí)，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(gè)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(dòng)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(jí)。在此說明中，普通模擬電話用戶被稱為“近端講話者”，而移動(dòng)電話用戶被稱為“遠(yuǎn)端講話者”。輸入到回波消除器1的遠(yuǎn)端聲音信號(hào)用Rin表示；從回波消除器1輸出的遠(yuǎn)端聲音信號(hào)用Rout表示；輸入到回波消除器1的近端聲音信號(hào)用Sin表示；從回波消除器1輸出的近端聲音信號(hào)用Sout表示。
圖1所示的回波消除器1包括回波路徑估測(cè)/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(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3根據(jù)遠(yuǎn)端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin檢測(cè)混合電路2的特性并估測(cè)回波路徑(即，回波傳播線路)。然后，根據(jù)估測(cè)結(jié)果和遠(yuǎn)端聲音輸入Rin通過卷積運(yùn)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(gè)抽頭所組成的FIR濾波器產(chǎn)生?；夭◤?fù)制品的卷積運(yùn)算關(guān)系到了這一點(diǎn)。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(shí)別算法被作為上述的回波路徑估測(cè)算法來使用。在許多自適應(yīng)算法中，這種學(xué)習(xí)識(shí)別算法的計(jì)算復(fù)雜性相對(duì)地較小，且收斂特性較好。
具體地，回波路徑估測(cè)/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(hào)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(gè)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(cè)回波路徑來得到，那么回波復(fù)制信號(hào)Y(2)近似于真實(shí)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(cè)算法，使用了自適應(yīng)濾波器方法，例如學(xué)習(xí)識(shí)別算法，它在許多其它自適應(yīng)算法中是計(jì)算復(fù)雜性相對(duì)較小的，且收斂特性較好。學(xué)習(xí)識(shí)別算法的細(xì)節(jié)被揭示于例如標(biāo)題為“關(guān)于使用學(xué)習(xí)識(shí)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(jìn)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(yuǎn)端聲音輸出Rout。換言之，遠(yuǎn)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(yuǎn)端講話者處在沉默條件時(shí)以及當(dāng)遠(yuǎn)端講話者和近端講話者同時(shí)正在講話時(shí)(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?yàn)榭峙聲?huì)造成回波路徑估測(cè)的誤學(xué)習(xí)狀態(tài)。
在傳輸線上傳送數(shù)字信號(hào)，以及在適于處理這種數(shù)字信號(hào)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(jìn)行D/A變換(在一般表示式中為μ-定律交換)。為此，在遠(yuǎn)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(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3等，通過線性計(jì)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(yùn)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(yuǎn)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(yuǎn)端講話者單獨(dú)講話”)，切換運(yùn)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(cè)/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(cè)遠(yuǎn)端講話者的緘默條件或檢測(cè)雙方講話，按照雙方講話信號(hào)DT控制回波路徑估測(cè)的學(xué)習(xí)功能的開啟/關(guān)閉狀態(tài)，檢測(cè)遠(yuǎn)端講話者的單方講話，以及控制非線性處理器6的切換運(yùn)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(shí)別算法，如果要被消除的回波的延遲時(shí)間增加，那么自適應(yīng)濾波器的抽頭數(shù)目增加且計(jì)算的復(fù)雜性也增加。
換句話說，回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路在假定遠(yuǎn)端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin在時(shí)間上互相是一致的情況下估測(cè)回波路徑、并根據(jù)所估測(cè)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(duì)于遠(yuǎn)端聲音輸入Rin被加以延時(shí)，所延遲的時(shí)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(yuǎn)端聲音輸入Rin首先被輸入到回波路徑估測(cè)/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(shí)被輸入到其中。在這期間，要根據(jù)對(duì)回波路徑的估測(cè)滿意地進(jìn)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(yùn)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(shí)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(shí)在時(shí)間軸上被縱向移動(dòng)，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(hào)，以及在用于處理數(shù)字信號(hào)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(jìn)行D/A變換(通常，μ-定律變換)。為此，在遠(yuǎn)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(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3等僅僅藉線性運(yùn)算不可能充分和完全地抵消回波。
為了改進(jìn)作為一組的(1)到(3)的缺點(diǎn)，必須大大改變回波消除器的設(shè)計(jì)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(jìn)一步地，近來對(duì)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(gè)目的是提供能夠快速估測(cè)回波路徑的、且具有高精度的回波消除器和回波路徑值測(cè)方法。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是對(duì)現(xiàn)有器件不作重大改變而實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的。
為了達(dá)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(hào)產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生訓(xùn)練信號(hào)并把此信號(hào)加到第一傳輸線；以及系數(shù)計(jì)算器裝置，用于根據(jù)在加到第一傳輸線的訓(xùn)練信號(hào)和第二傳輸線的信號(hào)之間的所建立的相關(guān)性來計(jì)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(hào)的一個(gè)例子，可以列出偽噪聲或?yàn)V波后的偽噪聲。訓(xùn)練信號(hào)并不專門限于被設(shè)計(jì)為訓(xùn)練信號(hào)的那種信號(hào)，像回鈴音那樣的信號(hào)就可被用作訓(xùn)練信號(hào)。
在把偽噪聲選作為訓(xùn)練信號(hào)的情況下，一些偽噪聲被加到用于傳送遠(yuǎn)端講話者聲音的第一傳輸線，然后，一個(gè)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(hào)之間所建立的相關(guān)性被計(jì)算出來。這個(gè)關(guān)系是在遠(yuǎn)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(yuǎn)端講話者的聲音電平可以幾乎忽略的條件”的表達(dá)方式，指的是“用于計(jì)算相關(guān)性的時(shí)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(cè)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(yuǎn)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(duì)偽噪聲進(jìn)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(huì)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(huì)被發(fā)送到遠(yuǎn)端講話者。
更進(jìn)一步地，如果相應(yīng)于四線側(cè)的聲音的聲音信號(hào)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(shí)，那么被延時(shí)的第一聲音信號(hào)在時(shí)間上和相應(yīng)于二線側(cè)聲音的第二聲音信號(hào)相匹配。這樣，就幾乎沒有時(shí)間用來只由第一聲音信號(hào)產(chǎn)生回波復(fù)制品。由于這種專門的改進(jìn)可被直接應(yīng)用到現(xiàn)有的器件，所以上述的對(duì)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(hào)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(jìn)可被直接應(yīng)用到現(xiàn)有的器件上，所以對(duì)回波消除器的全部修改等就并不需要。
更進(jìn)一步地，如果設(shè)計(jì)成把多個(gè)混合器的響應(yīng)特性或頻率特性存儲(chǔ)在存儲(chǔ)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(hào)和從二線側(cè)傳送到四線側(cè)的回波信號(hào)之間的相互關(guān)系來選擇一個(gè)特性，且根據(jù)所選擇的特性將各個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例和第四實(shí)施例的組合組成的修改實(shí)施例的回波消除器的重要部分的方框圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式第一實(shí)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(yuǎn)端聲音輸入Rin相加，其相加結(jié)果作為遠(yuǎn)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(jì)算器15。
系數(shù)計(jì)算器15根據(jù)遠(yuǎn)端聲音輸出Rout和近端聲音輸入Sin計(jì)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(yuǎn)端講話者的聲音很微弱或遠(yuǎn)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)表示。s(t)=∫0∞h(τ)n(t-τ)dτ---(2)]]>在以上的公式(2)中，t代表時(shí)間，及t＝0是開始測(cè)量的時(shí)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(hào)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(duì)于足夠大的值TL來建立。I/N·∫0TLn(τ)n(t+τ)dτ=δ(t)---(3)]]>此處，δ(t)是dtlta函數(shù)，且在t＝0時(shí)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=∫0TLn2(τ)dτ---(4)]]>如果使用以上的式(3)的關(guān)系，h(t)的估測(cè)值ha(t)可藉以下的式(5)所示的方式被求出。ha(t)=1/N·∫0TLn(τ)S(t+τ)dτ]]>=1/N·∫0TLn(τ)·∫0∞h(τ′)n(t+τ-τ′)dτ′dτ]]>=∫0∞h(τ′)·1/N∫0TLn(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(shí)變?yōu)?，而在其它情況下變?yōu)?。1/N∫0TLn(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(cè)值ha(t)大體上變成為等于h(t)。 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(jì)算器15藉助于上述的計(jì)算步驟計(jì)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(xì)節(jié)。首先，它被設(shè)計(jì)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(yuǎn)端聲音信號(hào)Rout在時(shí)間jT處的采樣結(jié)果)在本實(shí)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(yuǎn)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(yuǎn)端講話者。所以，由于偽噪聲的混合，對(duì)遠(yuǎn)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(huì)多多少少地被傳送到近端講話者或遠(yuǎn)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(shí)施例圖4是顯示按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的回波消除器的重要部分的方框圖。在本實(shí)施例中，偽噪聲發(fā)生器11(就像第一實(shí)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(cè)量單元12測(cè)量近端聲音輸入Sin的信號(hào)電平和頻率特性。取決于該測(cè)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(cè)量單元12所測(cè)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(cè)量的頻率特性被加以改變，如圖5(c)所示。在本實(shí)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(shí)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(jí)聯(lián)，那么級(jí)聯(lián)電路的輸入和輸出信號(hào)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(jìn)行改變。由于偽噪聲的頻率特性在輸出時(shí)將會(huì)和近端講話者的聲音相對(duì)應(yīng)，因此即使這種偽噪聲和遠(yuǎn)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(duì)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(duì)于其頻率特性接近的信號(hào)很難會(huì)有實(shí)際上的混亂的感覺，以及從人的實(shí)體感覺的觀點(diǎn)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(yuǎn)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(shí)，噪聲很難被人識(shí)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(yuǎn)端講話者聲音的傳輸線，并被用作為上述的遠(yuǎn)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(shí)能得到的信號(hào)。
接著，系數(shù)計(jì)算器15根據(jù)遠(yuǎn)端聲音輸出Rout和近端聲音輸入Sin來計(jì)算一個(gè)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(xì)描述這一原理。
首先，如果對(duì)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(hào)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(hào)S′(f)由以下的式(10)給出。
S′(f)＝G-1(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(xiàng)和N(f)之間的相關(guān)計(jì)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(shí)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(jì)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(shí)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，x5＝x(jT)在本實(shí)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(yuǎn)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(yuǎn)端講話者。所以，由于偽噪聲的混合，對(duì)遠(yuǎn)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(huì)多多少少地被傳送到近端講話者或遠(yuǎn)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(shí)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(qiáng)制地加到用于傳送遠(yuǎn)端講話者聲音的傳輸線，且藉使用特定的偽噪聲來估測(cè)回波路徑和產(chǎn)生回波復(fù)制品。因此，用于估測(cè)回波路徑的訓(xùn)練可以在不管遠(yuǎn)端講話者聲音的情況下被實(shí)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(shí)使近端講話者的語音質(zhì)量可能的惡化減到最小。第三實(shí)施例現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。在本實(shí)施例中，遠(yuǎn)端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin在時(shí)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(shí)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(shí)遠(yuǎn)端聲音輸入Rin的延時(shí)電路31被安裝在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的前級(jí)。在該延時(shí)電路31中的延遲時(shí)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(shí)。
接著，將描述以上結(jié)構(gòu)的作用。如上所述，在沒有延時(shí)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(duì)于遠(yuǎn)端聲音輸入Rin被延遲了上述的延遲時(shí)間。因此，遠(yuǎn)端聲音輸入Rin首先被輸入到回波路徑估測(cè)/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(shí)間被輸入到那里。為此，如果延遲時(shí)間相應(yīng)于例如FIR濾波器的200個(gè)抽頭的計(jì)算時(shí)間，那么在多到512個(gè)抽頭中只有312個(gè)抽頭實(shí)際上可被用來在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生的過程中估測(cè)回波路徑和/或產(chǎn)生回波復(fù)制品。
相反地，在本實(shí)施例中，由于混合電路2的延時(shí)被給予遠(yuǎn)端聲音輸入Rin，以使遠(yuǎn)端聲音輸入Rin在時(shí)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(shí)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(shí)施例。在本實(shí)施例中，遠(yuǎn)端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin被進(jìn)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(shí)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(duì)遠(yuǎn)端聲音輸入Rin進(jìn)行上采樣的上采樣器32和用于對(duì)近端聲音輸入Sin進(jìn)行上采樣的另一個(gè)上采樣器33被安裝在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的前級(jí)，以及用于對(duì)回波復(fù)制品進(jìn)行下采樣的下采樣器34被安裝在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的后級(jí)。
此處，如果例如遠(yuǎn)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(duì)于如上述的這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)回波路徑的估測(cè)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(jìn)行的。由于該回波是藉在根據(jù)上采樣的遠(yuǎn)端聲音輸入Rin和近端聲音輸入Sin所估測(cè)的回波路徑和上采樣的遠(yuǎn)端聲音輸入Rin之間進(jìn)行卷積運(yùn)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(diǎn)，即當(dāng)采樣速率提高時(shí)收斂速度更快。另外，正如第三實(shí)施例的情況那樣，由于本實(shí)施例的回波消除器事實(shí)上可使用現(xiàn)有的器件，上述的全部修改不再需要。第五實(shí)施例A.本實(shí)施例的組成圖9是按照本發(fā)明的第五實(shí)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(cè)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(shí)測(cè)量電路。延時(shí)測(cè)量電路71根據(jù)近端聲音輸入Sin和遠(yuǎn)端聲音輸出Rout得出延遲時(shí)間TD(見圖2)，并輸出此結(jié)果。作為得到延遲時(shí)間TD(例如是在近端聲音輸入Sin峰值出現(xiàn)的時(shí)間和遠(yuǎn)端聲音輸出Rout峰值出現(xiàn)的時(shí)間之間的差值)的方法，可得出預(yù)定時(shí)期內(nèi)的這兩個(gè)時(shí)間，或者可得出兩個(gè)信號(hào)之間的相互關(guān)系。
參考數(shù)字75表示延時(shí)電路。該延時(shí)電路75把遠(yuǎn)端聲音輸出Rout延遲一段由延時(shí)測(cè)量電路71輸出的延遲時(shí)間TD。參考數(shù)字72表示電平比測(cè)量電路。該電平比測(cè)量電路72比較近端聲音輸入Sin和遠(yuǎn)端聲音輸出Rout之間的電平，并把相應(yīng)于此比值的信號(hào)加到乘法器76的一端。同時(shí)，延時(shí)后的遠(yuǎn)端聲音輸出Rout被加到乘法器76的另一端。因此，在延時(shí)和電平方面被歸一化的遠(yuǎn)端聲音輸出Rout(該輸出以后被稱為“信號(hào)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(chǔ)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(cè)/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(chǔ)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(hào)R′out和近端聲音輸入Sin之間的關(guān)系選擇和實(shí)際關(guān)系最相像的一個(gè)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(cè)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(shí)電路75延遲的遠(yuǎn)端聲音輸出Rout也被加到回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。這樣，在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中，近端聲音輸入Sin和遠(yuǎn)端聲音輸出Rout之間不存在延遲時(shí)間TD(見圖2)。應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)在控制單元4中檢測(cè)到雙方講話時(shí)(即當(dāng)雙方講話信號(hào)DT被輸出時(shí))，延時(shí)測(cè)量電路71、電平比測(cè)量電路72和形狀比較器73都停止工作。
B.本實(shí)施例的操作接著，將描述本實(shí)施例的工作。
首先，當(dāng)遠(yuǎn)端講話者發(fā)出某些聲音時(shí)，其內(nèi)容以遠(yuǎn)端聲音輸出Rout的形式被加到延時(shí)測(cè)量電路71。當(dāng)近端聲音輸入Sin作為基于它的一個(gè)回波在不久之后被加到延時(shí)測(cè)量電路71時(shí)，其延遲時(shí)間TD就在延時(shí)測(cè)量電路71中被計(jì)算，且把其值加到延時(shí)電路75和回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。
結(jié)果，現(xiàn)在被延時(shí)了TD的遠(yuǎn)端聲音輸出被加到電平比測(cè)量電路72。電平比測(cè)量電路72依次給出了相應(yīng)于在近端聲音輸入Sin和遠(yuǎn)端聲音輸出Rout之間的電平比的信號(hào)加到乘法器76的一端。這樣做以后，現(xiàn)在已對(duì)延遲時(shí)間和電平進(jìn)行了歸一化的信號(hào)R′out被加到形狀比較器73。
在形狀比較器73中，根據(jù)信號(hào)R′out和近端聲音輸入Sin之間的相關(guān)性，選擇了存儲(chǔ)在波形數(shù)據(jù)庫74中的最類似于實(shí)際相關(guān)性的一個(gè)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(cè)/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?，F(xiàn)在被延時(shí)了TD的遠(yuǎn)端聲音輸出Rout通過延時(shí)電路75再被加到回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。
當(dāng)對(duì)于延時(shí)電路75設(shè)置延遲時(shí)間和對(duì)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(shí)，初始估測(cè)電路7的工作已結(jié)束。以后，在回波路徑估測(cè)/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(yuǎn)端聲音輸出Rout進(jìn)行學(xué)習(xí)識(shí)別，而且適當(dāng)?shù)馗淖兂轭^系數(shù)Di以便估測(cè)更正確的回波路徑。這樣，按照本發(fā)明，延時(shí)電路75的延遲時(shí)間可由延時(shí)測(cè)量電路71設(shè)置，以及回波路徑估測(cè)/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(cè)不是由那些初始值完成的，且在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。然而，有了上述的設(shè)備，藉使初始值對(duì)回波路徑估測(cè)/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(shí)間明顯地縮短。而且，按照本發(fā)明，由于現(xiàn)在被延時(shí)過TD的遠(yuǎn)端聲音輸出通過延時(shí)電路75被加到回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3，因而在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3中的學(xué)習(xí)負(fù)荷可被減少及回波路徑估測(cè)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(shí)施例的回波消除器，由于在產(chǎn)生回波復(fù)制品的時(shí)候預(yù)先設(shè)定延遲時(shí)間或每個(gè)參量的相對(duì)更精確的初始值可被設(shè)定，回波路徑估測(cè)可以高速度和高精度被完成。第六實(shí)施例A.本實(shí)施例的構(gòu)成圖10是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的回波消除器的重要部分的方框圖。在本實(shí)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(shí)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(chǔ)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(chǔ)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(hào)Rout′和近端聲音輸入Sin之間的相關(guān)性選擇和實(shí)際特性最相類似的一個(gè)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(shí)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(cè)/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(shí)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(cè)到雙方講話時(shí)，(即當(dāng)雙方講話信號(hào)DT被輸出時(shí))，就停止工作。
B.本實(shí)施例的操作接著，將描述本實(shí)施例的工作。
首先，當(dāng)遠(yuǎn)端講話者發(fā)出某些聲音時(shí)，其內(nèi)容以遠(yuǎn)端聲音輸出Rout的形式被加到延時(shí)測(cè)量電路71。當(dāng)近端聲音輸入Sin作為基于它的一個(gè)回波在不久時(shí)被加到延時(shí)測(cè)量電路71時(shí)，其延遲時(shí)間TD就在延時(shí)測(cè)量電路71中被計(jì)算，且把其值加到延時(shí)電路75和回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。
結(jié)果，現(xiàn)在被延時(shí)過TD的遠(yuǎn)端聲音輸出被加到電平比測(cè)量電路72。電平比測(cè)量電路72依次給出了相應(yīng)于在近端聲音輸入Sin和遠(yuǎn)端聲音輸出Rout之間的電平比的信號(hào)加到乘法器76的一端。這樣做以后，現(xiàn)在已對(duì)延遲時(shí)間和電平進(jìn)行歸一化的信號(hào)Rout′被加到頻譜比較器81。
在頻譜比較器81中，根據(jù)信號(hào)R′out和近端聲音輸入Sin之間的相關(guān)性選擇了存儲(chǔ)在頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)庫82中的和實(shí)際關(guān)系最相類似的一個(gè)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(cè)/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(duì)于延時(shí)電路75設(shè)置延遲時(shí)間TD和對(duì)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(shí)，初始估測(cè)電路7的工作已結(jié)束。以后，在回波路徑估測(cè)/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(yuǎn)端聲音輸出Rout進(jìn)行學(xué)習(xí)識(shí)別，而且適當(dāng)?shù)馗淖兂轭^系數(shù)bi以便估測(cè)更正確的回波路徑。這樣，按照本發(fā)明，延時(shí)電路的延遲時(shí)間可由延時(shí)測(cè)量電路71來設(shè)置，以及抽頭系數(shù)的初始值可由延時(shí)測(cè)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(shí)施例，正如第五實(shí)施例的情況那樣，藉使初始值對(duì)回波路徑估測(cè)/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(shí)間明顯地縮短。修改的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明并不限于上述實(shí)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(shí)施例中的任一例中，本發(fā)明被應(yīng)用于移動(dòng)電話和陸地電話之間的信號(hào)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(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)乃型ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。
(2)在第一和第二實(shí)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(jī)接收呼叫界限(callboundary)且直到經(jīng)過一段時(shí)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(shí)際進(jìn)行講話時(shí)可被阻止發(fā)送到近端講話者。
(3)當(dāng)遠(yuǎn)端講話者在大于預(yù)定的時(shí)間內(nèi)保持為緘默狀態(tài)時(shí)，偽噪聲發(fā)生器11可產(chǎn)生偽噪聲。其理由是，當(dāng)遠(yuǎn)端講話者一側(cè)為緘默狀態(tài)時(shí)，傳輸?shù)浇酥v話者的噪聲(如果有的話)并不會(huì)對(duì)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(shí)，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(shí)施例中偽噪聲的電平是常量。然而，當(dāng)為實(shí)行相關(guān)運(yùn)算所需要的時(shí)間增加時(shí)，偽噪聲的電平可以減小。
(6)在第四實(shí)施例中，上采樣器32，33和下采樣器34由分開的元件構(gòu)成。或者，它們可以藉圖8所示的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)由單個(gè)元件構(gòu)成。在這種情況下，由于可以使DSP 35做成傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及把供給回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3的時(shí)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(duì)電路設(shè)計(jì)稍作變動(dòng)而得到改進(jìn)。
換句話說，由于足可以使對(duì)估測(cè)裝置和回波復(fù)制品產(chǎn)生器的輸入/輸出信號(hào)的采樣速率由單個(gè)信號(hào)變換器進(jìn)行變換，因而對(duì)現(xiàn)有器件的改變很容易做到。
(7)在第四實(shí)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(shí)序必須在時(shí)間上相一致，且下采樣器34的輸出必須是時(shí)間上連續(xù)的。
(8)以上的第三和第四實(shí)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(shí)例。如該圖所示，延時(shí)電路31被安裝在上采樣器32的前級(jí)。該延時(shí)電路31適合于把遠(yuǎn)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(shí)。按照這種結(jié)構(gòu)的實(shí)例，回波消除器的抵消特性的精度可由第三和第四實(shí)施例的乘法器的作用得到更多的改進(jìn)。
(9)在第五實(shí)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(chǔ)。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(chǔ)。
(10)在第五和第六實(shí)施例中，回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3不僅限于采取學(xué)習(xí)識(shí)別算法的那種電路。可替換地，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(shí)施例中，回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3可被重新設(shè)計(jì)成首先使回波復(fù)制品被設(shè)置為小于估測(cè)值、然后隨著時(shí)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(cè)回波復(fù)制品，對(duì)回波復(fù)制品信號(hào)Y所設(shè)置的高電平會(huì)導(dǎo)致像產(chǎn)生噪聲那樣的不方便。
(12)在第三到第六實(shí)施例中，根據(jù)遠(yuǎn)端講話者產(chǎn)生的聲音估測(cè)回波路徑。可替換地，可使用其它信號(hào)估測(cè)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(cè)回波路徑，而在由遠(yuǎn)端發(fā)起呼叫的情況下，可藉在近端摘機(jī)后立刻發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)到混合器的方法估測(cè)回波路徑，這使得回波路徑就根據(jù)這樣來估測(cè)。其理由是，由于使用上述裝置，當(dāng)近端講話者和遠(yuǎn)端講話者實(shí)際上開始講話之時(shí)，精確回波路徑估測(cè)已經(jīng)獲得。
(13)在第五和第六實(shí)施例中，已被延時(shí)電路75延時(shí)的遠(yuǎn)端聲音輸出Rout被加到回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3?？商鎿Q地，非延時(shí)的遠(yuǎn)端聲音Rout被加到回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3。在這種情況下，遠(yuǎn)端聲音輸出Rout在回波路徑估測(cè)/回波復(fù)制品產(chǎn)生電路3內(nèi)被延遲了一個(gè)在延時(shí)測(cè)量電路71中所測(cè)量的延遲時(shí)間(具體地，在數(shù)字符號(hào)1，相應(yīng)的抽頭系數(shù)bi被置成“0”)。這樣，即使延遲時(shí)間Td變動(dòng)，也能藉在回波路徑估測(cè)/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(shí)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)的聲音的第一傳輸線和用于傳送二線側(cè)的聲音的第二傳輸線，所述回波消除器包括訓(xùn)練信號(hào)產(chǎn)生器裝置，用于產(chǎn)生訓(xùn)練信號(hào)，并把它們加到所述第一傳輸線；系數(shù)計(jì)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(hào)和所述第二傳輸線的一個(gè)信號(hào)之間所建立的相關(guān)性來計(jì)算為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)；用于存儲(chǔ)多個(gè)混合的響應(yīng)特性的存儲(chǔ)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(hào)和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號(hào)之間的關(guān)系來選擇一個(gè)所述的響應(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)算法來估測(cè)回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮舆t傳輸信號(hào)及按照預(yù)定參量使該信號(hào)變形的方法來產(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。
2.按照權(quán)利要求1所述的回波消除器，其特征在于，進(jìn)一步包括延時(shí)測(cè)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(hào)和從所述二線側(cè)發(fā)送到所述四線側(cè)的回波信號(hào)來測(cè)定回波信號(hào)相對(duì)于傳輸信號(hào)的延時(shí)；以及延時(shí)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(shí)間設(shè)定為由所述延時(shí)測(cè)量裝置所測(cè)量的延遲時(shí)間。
3.按照權(quán)利要求1所述的回波消除器，其特征在于，所述響應(yīng)特性為頻率響應(yīng)特性。
4.按照權(quán)利要求1所述的回波消除器，其特征在于，進(jìn)一步包括估測(cè)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(hào)和響應(yīng)于二線側(cè)處的聲音的第二聲音信號(hào)，估測(cè)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，而所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置利用所估測(cè)的結(jié)果和所述第二聲音信號(hào)所進(jìn)行的計(jì)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(hào)中減去所述回波復(fù)制品產(chǎn)生器裝置的輸出信號(hào)；以及延時(shí)裝置，用于使所述第一聲音信號(hào)延遲一個(gè)預(yù)定的時(shí)間。
5.一種應(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(cè)方法，該通信線路網(wǎng)包括用于傳送四線側(cè)的聲音的第一傳輸線和用于傳送二線側(cè)的聲音的第二傳輸線，所述回波路徑估測(cè)方法包括訓(xùn)練信號(hào)輸出步驟，用于產(chǎn)生訓(xùn)練信號(hào)，并把此信號(hào)加到所述第一傳輸線；系數(shù)計(jì)算步驟，用于根據(jù)在加到所述第一傳輸線的訓(xùn)練信號(hào)和所述第二傳輸線的一個(gè)信號(hào)之間所建立的關(guān)系來計(jì)算為產(chǎn)生回波復(fù)制品所必須的系數(shù)；存儲(chǔ)多個(gè)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(hào)和從所述二線側(cè)傳播到所述四線側(cè)的回波信號(hào)之間的關(guān)系來選擇一個(gè)所述的響應(yīng)特性；藉預(yù)定的學(xué)習(xí)算法估測(cè)回波路徑和藉適當(dāng)?shù)匮舆t傳輸信號(hào)及按照預(yù)定參量使該信號(hào)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.按照權(quán)利要求5所述的回波路徑估測(cè)方法，其特征在于，所述響應(yīng)特性為頻率響應(yīng)特性。
全文摘要
一種用于進(jìn)行回波路徑估測(cè)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(qiáng)制加到用于發(fā)送遠(yuǎn)端講話者聲音的傳輸線。此處，在遠(yuǎn)端講話者發(fā)送話音電平很弱或遠(yuǎn)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(hào)之間建立一定的相互關(guān)系。根據(jù)上述關(guān)系，計(jì)算了用于產(chǎn)生回波復(fù)制品的系數(shù)。因此用于估測(cè)回波路徑的訓(xùn)練是根據(jù)偽噪聲而不依賴于遠(yuǎn)端講話者聲音進(jìn)行的，從而使能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)幕夭◤?fù)制品。
文檔編號(hào)H04B3/23GK1404232SQ0113943
公開日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2001年11月21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(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩