[发明专利]自动校准及同步化的方法及其网络电话中消除回音的方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种计算机主机与音频装置之间的自动校准及同步化的方法，及其应用于网络电话以消除回音的方法。

背景技术

通用序列总线(Universal Serial Bus；USB)的应用己十分普遍，例如在计算机主机上架设的网络电话，使用者只需将喇叭及麦克风等音频装置经由USB连接到计算机主机，并在计算机主机上安装网络电话应用程序，便能以音频装置与他人透过网际网络进行对话。然而，因为不同的计算机主机的中央处理器(Central Processing Unit；CPU)的操作频率及存储器容量不同，造成不同的计算机主机与USB音频装置之间的数据上传时间与下传时间也不同，因此产生许多应用上的问题。以上述网络电话为例，便存在因为上传与下传延迟而产生回音的问题。虽然近年来网络传输速度及通信品质都在不断提升，网络电话仍有回音的问题存在。

图1显示网络电话的回音形成原因。当近端使用者10与远程使用者20进行通话时，近端使用者10对着具有麦克风122和扬声器124的音频装置12说话，音频装置12的麦克风122将音频信号上传到近端计算机主机14，再经由网际网络传送到远程计算机主机16，远程计算机主机16将音频信号下传到音频装置18以扬声器184播放，远程使用者20再透过音频装置18的麦克风182回复而进行对话。由于经由网络传输，网络电话始终有网络延迟的问题，此外，由于在扬声器184播放音频信号的同时，播出的声音又经回音路径被麦克风182收音成为回音信号上传回到远程计算机主机16，经过网际网络及近端计算机主机14后，回音信号被音频装置12的扬声器124播放出来，造成近端使用者10在听到远程使用者发出声音的同时，也听到自己先前发出的声音，形成回音。

为解决回音问题，一种动态回音消除器被用来去除网络电话通信时的回音。图2绘示一种含有动态回音消除器的网络电话系统，其中的动态回音消除器34用以消除近端使用者22收到的回音，相对地，在实际网络电话系统中，远程使用者32也可以使用一个动态回音消除器(图中未示出)消除远程使用者32接收到的回音。近端使用者22发出的声音被音频装置24的麦克风242收音成为音频信号上传到近端计算机主机26，再经网际网络传送到远程计算机主机28，远程计算机主机28将音频信号下传到音频装置30经扬声器304播放。扬声器304播放的声音和远程使用者32发出的声音一起被麦克风302收音上传给远程计算机主机28，再经动态回音消除器34送给近端计算机主机26。动态回音消除器34在音频信号经网际网络传送的同时取得音频信号，其适应性滤波器342考量网络延迟造成的影响，运算求得适应性滤波器系数以产生近似衰减及失真后的音频信号，麦克风302收音产生的音频信号被减法器348扣除运算产生的近似衰减及失真后的音频信号以滤除回音信号，滤波后的音频信号经非线性乘法器346送回近端计算机主机26，双方谈话检测器344则在通话双方都发出音频时暂时停止适应性滤波器342工作。但是，这种动态回音消除器只考虑了网络延迟的因素，因此只有在计算机主机26、28各自与音频装置24、30之间的音频信号透过USB上传与下传时间为零的理想情况下才能有效地消除回音。实际上，数据在计算机主机与音频装置之间的上传与下传时间不但不为零，且与计算机主机及音频装置的硬件有关联性，不同的计算机主机与USB音频装置之间的数据上传时间与下传时间不会都一样，导致适应性滤波器342得到的数据不正确，因而发生适应性滤波器系数发散(divergence)现象，造成适应性滤波器342处于极不稳定的状态下，不但无法消除回音，还可能形成适应性滤波器系数上的错误蔓延(error propagation)，反而降低了网络电话的语音品质。

发明内容

本发明的目的之一，在于提出一种计算机主机自动校准与音频装置之间的校准及同步化的方法。

本发明的目的之一，在于提出一种在计算机主机上进行与音频装置之间自动校准及同步化的方法。

本发明的目的之一，在于提出一种可与音频装置自动校准及同步化的计算机主机。

本发明的目的之一，在于提出一种应用于网络电话以消除回音的方法。

本发明的目的之一，在于提出一种应用于网络电话的动态回音消除器。