[发明专利]使用基于数据段的重新初始化的回声消除器

说明书

本发明涉及用于消除本地输入信号中的回声成份的回声消除器。

回声消除器用在诸如免提式汽车电话机和电视会议终端一类的通信设备中。一个回声消除器具有一个处理所接收的来自远端通信设备的信号的滤波器，估算所接收的信号在本地输入信号中产生的回声并造出一个所估算的回声的拷贝。从本地输入信号中减掉回声拷贝，以使远端方听不到他或她自己的回声。

滤波器具有若干表示回声路径的传送特性的抽头系数。为了对付回声路径特性的变化和对付外部噪声，通过一种算法来调整抽头系数，以图降低在回声消除之后留下的残余回声。两种广泛使用的算法是最小均方值(LMS)算法和归一化最小均方值(NLMS)算法，这两种算法均具有稳定运算和比较小量的计算要求的优点。

但是，这些算法都具有只能慢慢地收敛到准确反映回声路径的传送特性的状态的缺点。例如，在汽车电话中，随着司机改变位置或者当把手放在电话机的送话器或扬声器附近时，会很快出现回声路径特性的变化。不能指靠LMS和NLMS算法以令人满意的速度响应快速的变化。

收敛更快的算法例如仿射投影算法已经被提出来，但是，这些算法要求大量的计算，并且很少有投入实际应用的。

本发明的一个目的是提供一种能够适应回声路径特性的快速变化而不要求大量计算的回声消除器。

本发明的回声消除器有一个其系数被调整得匹配回声路径特性的自适应滤波器。把系数加到所接收信号的样本上生成一个要从本地输入信号中减去的回声拷贝以造出一个用于输出传输的残余信号。把系数分组成一些数据段，对每个数据段均在一个候选数值存储器中存储多个候选数值。

回声消除器中的信号电平均受到监测以决定何时需要重新初始化。当需要重新初始化时，全部候选数值均通过被指定为相应数据段中的系数而受到试验。生成相应的回声拷贝和残余信号，并评价残余信号以选出每个数据段的最佳候选数值。所选出的最佳候选数值便被指定为相应的数据段中的全部系数。

在附图中：

图1是本发明第一实施例的一个方框图；

图2说明重新初始化第一实施例中抽头系数的接连数据段；

图3是一个流程图，说明第一实施例的操作；

图4是本发明第二实施例的一个方框图；

图5示出第二实施例中数据段结构的一个例子；以及

图6是一个流程图，说明第二实施例的操作。

将参照示例性附图叙述本发明的各实施例。在这些附图中，Rin和Rout表示自远端通信信设备接收的信号。Sin，Sin’和Sout表示送向远端的信号；Rin，Sin’和Sout都是数字电信号；Rout和Sin则是声音信号。为简单起见，用于生成Rout，Sin’和Sout的换能器(例如送话器和扬声器)以及数/模和模/数转换电路都在附图中省略了。

参照图1，在本发明的第一实施例中，Rin系在本地输入端子101接收到的来自远端的信号，把它供应给自适应滤波器102，并以模拟信号的形式供应给例如说链接到一个扬声器(它造出一个声音的接收信号Rout)的本地输出端子103。Rout在回波路径104上传播并变成一个声音回波信号ET，把ET添加到由本地信号源105生成的声音信号Sin上。在汽车电话中，本地信号源105包括例如说汽车里面的旅客。回声信号ET和输入信号Sin在例如送话器的电端子一类的本地输入端106相混合。经过模/数转换之后，Sin和ET之和变成一个混合的数字输入信号Sin’。

回声消除器包括这个自适应滤波器102和一个加法器107，一个监控器108，一个鉴定器109，一个重新初始化器110以及一个候选数据存储器111。回声消除器的总体功能是在Sin’返回远端之前从混合的本地输入信号Sin’中除去回声成份ET。回声消除器中各个元件的功能如下。

自适应滤波器102分析回声路径104的传送特性，更准确地说，是分析其脉冲响应并造出一个回声拷贝信号ER。加法器107借助把ER的二进制补码加到Sin’上的办法从混合的本地输入信号Sin’中减去回声拷贝信号ER，以产生一个回声残余信号ZS供应给输出端子112作为输出信号Sout用于输出传输。残余信号ZS还供应给自适应滤波器102和鉴定器109。

自适应滤波器102的内部元件(在附图中看不见)包括一个用于存储抽头系数的系数寄存器，一个用于存储所接收信号Rin的相继样本数值的样本寄存器，一个用于将这些样本数值乘以抽头系数的乘法器，以及一个用于对所得到的乘积求和从而生成回声拷贝信号ER的加法器。