[发明专利]反馈声音消除设备

说明书

优先权声明

本发明要求以下优先权：2005年9月27日向日本专利局提交的日本专利申请No.2005-279150，2005年11月25日向日本专利局提交的日本专利申请No.2005-340805，和2005年12月16日向日本专利局提交的日本专利申请No.2005-363084；其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及反馈声音消除设备，该设备防止了从环绕麦克风的扬声器发出并被麦克风收集的声音所产生的声学回声或啸叫。特别地，本发明涉及使用自适应滤波器的反馈声音消除设备。

背景技术

以往已经公开了多种使用自适应滤波器来防止声学回声或者啸叫的装置。

日本专利公开No.昭62-120734中的回声消除设备包括多个麦克风，并且在回声消除以后，每个麦克风的传输路径的传递函数被误差信号更新和设置，并且FIR滤波器(自适应滤波器)的滤波器系数被这个传递函数设置。

日本专利No.2938076中的回声消除器包括多个麦克风，并且每个传输路径(回声通路)的伪回声通路特性是根据这时的传递函数和之前假设的多个综合伪回声通路特性计算出来的，随后，一个新的综合伪回声通路特性根据这个伪回声通路特性和当前的传递函数设置的。

然而，在日本专利公开No.昭62-120734中，由于自适应滤波器的滤波器系数是通过误差信号设置的，所以有必要在误差信号收敛之前一直保持滤波器的更新，于是需要用于设置滤波器系数的时间。此外，在日本专利No.2938076中，由于矩阵运算是利用先前的综合伪回声通路特性和当前的传递函数完成的，那么为了计算当前的综合伪回声通路特性，就需要进行复杂的运算处理来设置自适应滤波器的系数。

特别地，最近，在使用了通过排列多个扬声器而形成的扬声器阵列或者通过排列多个麦克风而形成的麦克风阵列的声学系统中，在许多情况下，通过控制这些扬声器阵列和麦克风阵列的指向性可以快速地并且非线性地改变声学环境。在这种情况下，如同在各个专利文件中所描述的，在基于先前误差信号或者滤波器设置内容来设置当前滤波器系数的方法中，滤波器系数的设置不能跟随声学环境的变化，于是需要很长的时间来使得自适应滤波器稳定地工作。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供这样一种反馈声音消除设备，使得即使声学环境迅速地并且非线性地发生变化，该反馈声音消除设备也能通过在短时间内稳定地操作自适应滤波器而有效地消除反馈声音。

本发明的一种反馈声音消除设备包括：控制装置，其将声学环境指示给反馈声音消除装置和声学环境形成装置，其中所述声学环境形成装置至少包括扬声器系统和麦克风系统，并且所述声学环境形成装置实现了多个声学环境中的一个；和反馈声音消除装置，其根据将要输入至所述扬声器系统的语音信号产生伪反馈声音信号，并且将所述伪反馈声音信号从输出自所述麦克风系统的拾取声音信号中减去。此外，反馈声音消除装置包括：存储装置，其存储用于自适应滤波器的多个参数，对应于所述多个声学环境，所述多个参数被分别地设置；和自适应滤波器，如果声学环境指令被所述控制装置执行，那么所述自适应滤波器根据所述声学环境指令从所述存储装置中读出相关的参数，利用所述读出的参数生成所述伪反馈声音信号，并且根据将此时的伪反馈声音信号从先前的拾取声音信号中减去所得到的结果，在不停地更新所述参数的同时生成伪反馈声音信号。

在这种结构中，当声学环境被控制装置指示时，声学环境形成装置就控制扬声器系统和麦克风系统的指向性以形成预定的声学环境。反馈声音消除装置的自适应滤波器根据声学环境指令内容从存储装置中读出参数，并且设置参数。随后，自适应滤波器利用设置的参数对语音信号进行滤波处理，于是生产了伪反馈声音信号。通过将这个伪反馈声音信号从拾取声音信号中减去，反馈声音消除装置得到了输出信号。按照这种方式，当声学环境变化的时候，自适应滤波器根据对应于新近设置的声学环境的参数生成伪反馈声音信号，其中该参数已经事先存储在存储装置中。随后，声学环境变化之后的初始处理之后，重复自适应滤波器的正常操作，也就是这样的操作，在根据先前误差信号依次地将参数更新为最佳条件的同时生成伪反馈声音信号。

结果就是，即使声学环境迅速地并且非线性地改变，还是能够立刻设置适合于新的声学环境的初始参数，并且能够在短时间内获得最佳参数。