[发明专利]控制自适应滤波器的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的用于对信号自适应滤波的方 法以及按照权利要求7的前序部分所述的用于对信号自适应滤波的装置。

背景技术

已知在数字信号处理中使用自适应滤波器、亦即能够独立地使其滤波系数 匹配于输入信号的滤波器。

特别是在所谓回波抵消器(Echo-Canceller)情况下使用自适应滤波器时， 其中在电信中和特别是在通过基于互联网协议(IP)的网络(即所谓IP上的语 音(VoIP))传输语音时，所述回波抵消器尤其被应用，存在以下问题，即如果在 该滤波器自适应的阶段中出现窄带信号、例如正弦音时，则产生错误自适应。

当所施加的信号是白噪声时，自适应滤波器也即以理想的方式起作用，因 为这时所有频率都同时出现，而且人们从回波路径(传输信道、电话线)获得 计算自适应滤波器的系数用的全部信息。在窄带信号下对没有出现的频率缺乏 信息，使得这可能导致系数漂移(Wegdriften)。

对此已知的是，延长自适应阶段直至再次施加宽带信号为止，该宽带信号 理想地等于白噪声并且是达到最优自适应状态的标志。但因此不能防止为了消 除回波而匹配于该回波的系数的在此期间的漂移。

另外还已知，借助于所接收的(语音)信号R_in的描述该语音信号的最高值 (峰值)和有效值之比的所谓峰值因数(Crest-factor)与所接收的(语音)信号 R_in的算术平均值的比较来检测窄带信号。

在此情况下缺点是，峰值因数并非窄带信号的唯一标记，因为宽带信号也 可以产生相同的峰值因数。此外，还可能出现通过峰值因数无法识别的窄带信 号。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种特别是用于回波抵消的优化的用于控制自适 应滤波器的方法以及装置。

该任务在方法方面通过按照权利要求1的前序部分通过其特征解决，而在 装置方面按照权利要求7的前序部分通过其特征解决。

在按照本发明的用于控制自适应滤波器的方法中，在第一步骤中，在滤波 器的输入端处在滤波器的自适应阶段期间至少暂时出现具有窄带频率范围的第 一输入信号时，继续进行自适应阶段，直至由该第一输入信号决定的频率范围 相同的回波信号被完全补偿为止；在第二步骤中，在达到回波信号的完全补偿 时，暂停自适应阶段；在第三步骤中，如果第一输入信号之后是具有窄带频率 范围的与第一输入信号的频率范围至少相差一频率值的第二输入信号，则继续 进行自适应阶段，其中从第一步骤开始重复这些步骤；或者在第四步骤中，如 果第一输入信号之后是具有宽带频率范围的第三输入信号，则进行新的自适应 阶段。

因此，按照本发明实现第一状态，其中对宽带信号进行正常的自适应；第 二状态，其中对窄带信号进行减小了的自适应；以及第三状态，其中如果不再 给出窄带信号，并且在这个窄带频率范围中存在回波信号的完全补偿，则暂停 自适应。在此，可以进行从每个上述状态向每个其他状态的状态转换。这取决 于信号顺序。

由此保证，与所施加的信号的类型匹配地进行该自适应，从而避免在窄带 信号时出现的系数漂移和错误自适应的问题，因为为此逐窄带信号地对相应的 回波进行完全补偿，并且通过暂停只有当施加宽带信号时才再次开始自适应， 并因此对正常的自适应存在最优条件。

如果按照改进方案，自适应阶段在第一步骤中以小的步距进行，则是特别 有利的。由此避免在快速自适应时由于系数振荡会引起的自适应不稳定性。

优选和特别有利的还有，这样地改进本发明，使得在第一步骤和/或第四步 骤中进行自适应系数的更新。在第一步骤中，继续支持按照本发明的有利的核 心思想：使自适应匹配于窄带信号，并特别是当多个窄带信号相随时是有利的， 在第二步骤中，对提供最优自适应条件的宽带信号进行新自适应。

优选第一、第二、第三信号和相应回波的带宽的检测通过借助于带阻、特 别是陷波滤波器的滤波进行。这种滤波特别适用于检测窄带信号，并特别是在 借助于陷波滤波器进行滤波时，在滤波器对向其输送的信号进行自适应之后得 出的滤波器零点可以作为下一个分析步骤用的输入量使用。