[发明专利]用成比例注入噪声消除残余回声的技术

说明书

本发明涉及一种回声消除器，它预测沿着信号传输通路上叠加的回声信号，并从输出信号中去掉该预测的回声信号。在预测回声去掉之后，一个非线性处理器或中心削波器除去遗留在该输出信号中的任何残余回声，并用于除去从远端说话者的信号产生的在该输出中的残余回声和无失真地传送近端说话者的信号。利用成比例地除去残余回声而不是工作在一个阀值信号电平之上的方法，本发明的非线性处理器避免了在回声消除器输出信号中的突变和显著的变化。非线性处理器检测平均背景噪声电平和在输出信号中成比例地注入一个噪声信号，来保持该平均电平，尽管该非线性处理器工作中该平均电平是变化的，它是分别由于近端说话者和远端说话者的信号的存在和不存在而出现的。

很多回声消除器在本技术领域中是公知的，并在先前的专利中公开了。回声消除器的基本原理是确定传输通路对于输入脉冲的传输响应，和通过加上可能从远地或“远端”说话者接收到的任何信号来计算预期的回声信号对于特性脉冲的响应。该预期的回声从回声消除器的输出信号中被除去，因此消除了在近端的设备产生的回声。由于阻抗不匹配和电话设备的发送（例如传声器）与接收（如扬声器）部分之间的耦合，可以在传输通路上例如电话线上产生回声。一般地讲，电话设备包括一个模拟的传声器和声频杨声器，它经过二线连接，通 过一个混合模拟耦合设备和一个模/数，编码/译码器或“DODEC”耦合到一个数字信号传输网络，该网络可以压缩和扩张各个信号，产生在该网络上必须以数字方式传输的比特数。当进行通话的一方产生一个信号时，发送线路和远离该方的接收线路之间的任何耦合，例如在该连线的另一端的混合线圈中，使通常被衰减的用户信号的反射信号能够经过传输通路返回，被该说话者看成为一个回声。一般地讲，从远端说话者始发的信号来的回声是由在近端站的回声消除器消除，反之也一样。

虽然最好在两端一样地都装备回声消除器，为了便于描述起见，对近端的回声消除器进行叙述。假定在装置有回声消除器的近端和防止回声的远端（通过耦合在近端产生回声）之间进行双向连接。在发送线路（传送近端说话者信号和任何残余回声到远端）和接收线路（传送远端说话者信号到近端）上，回声消除器是接在传输线路和终端设备之间。

当远端说话者是唯一的说话者时，回声消除器的精确度被监视，并用于改正表征预期的回声响应的系数，因为在理论上，当近端说话者无声的时候，在发送出的线路上应该没有信号返回到该传输通路上。一个自适应控制设备逐渐更精确地表征该预期的回声，在一个短的时间期间收合处会敛到一个精确特性（characterization）上。

在信号传输中抵消回声的初始解决办法是抑制由近端返回到远端的回声，这是在远端说话者工作时将近端站的发送线路与传输线路的耦合去除，允许足够的时间平息任何回声。但是，这样在近端说话者发出的任何信号也去除了耦合，而连接的耦合和去耦合对于通话的双方都是很明显的。这种安排仍在一些声频应用如电话的扬声器电话上使用。

类似地，回声消除器一般包括一个所谓的中心削波器，其主要功能是从发送输入（SI）线路上消除任何残余回声。当近端说话者工作时，中心削波器不启动或旁路，以避免近端说话者信号的失真。当发送输出（SO）超出一定的阀值（它是其他因素的函数，可以变化）时，该中心削波器可工作。当输出高于该阀值表示近端说话者工作时，该中心削波器不工作。不幸的是，在这相同程度上减少耦合和去耦合，这对通话的双方是明显的。

当信号下降低于启动中心消波器的预定的阀值时，输出信号（SO）变为零。当出现近端话音（即加到SI的话音）时，中心削波器被旁路，而且具有相关的电路噪声误差信号被直接选通到发送输出（SO）端口。结果，噪声调制信号被远端收听者听到了。当近端说话者在说话时，收听者听到背景噪声（例如由在近端说话者位置的房间噪声或由电话网络中的电路噪声引起的），而当他或她（远端的人）在说话时，则完全无声。这种连接的视在耦合和去耦合是烦脑的，这种烦恼随着加在近端发送入端口的噪声电平的增加而增加。

与已知的中心削波器有关的另一个问题是送入噪声信号可以是足够的幅度，超过该中心削波器被启动的预定阀值。当噪声峰值超过削波阀值时，该中心削波器不被旁路。对在远端收听者的影响是，由于该操作连接的特性，听到喀啦声而不是预期的白噪声或宽带噪声的声音。