CN104660835B - 用于免提系统的回声消除装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于免提系统的回声消除装置及方法，包括：AD变换部，把采集的内部信号变换成数字信号；信号分离部，从所述数字信号分离外部信号成分；及音量调整部，减小分离的外部信号成分的音量；回声消除部，从内部信号消除回声。若通过免提系统的扩音器感应的车辆内部声音信号中混入由扬声器再生的车辆外部声音信号，能够分离车辆外部声音信号并自动减小音量，从而消除通话音的回声及声音的歪曲，能够提高通话质量。

Description

用于免提系统的回声消除装置及方法
技术领域
本发明涉及用于免提系统的回声消除装置及方法，更详细地说，若通过免提系统的扩音器感应的车辆内部声音信号中混入由扬声器再生的车辆外部声音信号，能够分离车辆外部声音信号的，用于免提系统的回声消除装置及方法。
背景技术
一般地说，免提环境下消除语音通信中产生的回声的回声消除器，利用自适应滤波器而生成回声推定数据并建模声学耦合通道，从而消除回声。这时，回声消除器为了生成后回声消除器的上行链路数据，从根据扩音器接收的前回声消除器的上行链路数据中减除回声推定数据，后回声消除器的上行链路数据可用于适应性地更新有限脉冲回应过滤器的加权值系数。
最近，使用这种回声消除器的免提系统被整合到车辆内音频系统而被使用。
尤其，室内狭窄、使用者所使用的扩音器与再生对方语音的扬声器之间的距离较近为特征的车辆用免提系统中，容易发生扬声器及扩音器之间的声学耦合现象。
为了应对这种问题，车辆用免提系统中使用如上所述的自适应滤波器的回声消除器而消除回声。但是，若是使用一般自适应滤波器的回声消除器，通过扩音器接收的车辆内部发音的内部信号与扬声器再生的由车辆外部接收的外部信号在时间上充分接近时，难以消除回声。
相关的在先技术有韩国公开专利公报第1992-0022725号(1992.12.19公开，发明的名称：免提电话的声音回声消除器)。
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明的目的在于，提供一种用于免提系统的回声消除装置及方法，若通过免提系统的扩音器感应的车辆内部声音信号中混入由扬声器再生的车辆外部声音信号，能够分离车辆外部声音信号，从而消除通话音的回声及声音的歪曲，能够提高通话质量。
(解决问题的手段)
根据本发明的一方面的用于免提系统的回声消除装置，其特征在于，包括：模拟数字变换部，把采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号；信号分离部，从所述数字信号分离外部信号成分；及音量调整部，减小分离的外部信号成分的音量。
本发明中，所述信号分离部对接收的数字信号进行频谱分析而感应回声成分的峰值等级(peak level)及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差。
本发明中，所述信号分离部在所述峰值等级为已设定的基准等级以上，所述时间差小于已设定的基准界限时，判断所述回声成分为外部信号成分。
本发明中，所述基准等级为150mV，所述基准界限为50ms。
本发明中，所述音量调整部把所述外部信号成分的音量减小到-60db以下。
根据本发明的另一方面的用于免提系统的回声消除方法，包括：模拟数字变换部把采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号的步骤；信号分离部通过频谱分析而从所述数字信号分离外部信号成分的步骤；及回声成分为外部信号成分时，由音量调整部减小所述外部信号成分的音量的步骤。
根据本发明的用于免提系统的回声消除方法，所述信号分离部在分离所述回声成分的步骤中，感应所述回声成分的峰值等级及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差，减小所述音量的步骤中，根据所述峰值等级及内部信号成分而判断所述回声成分是否为外部信号成分。
根据本发明的用于免提系统的回声消除方法，所述信号分离部在所述峰值等级为已设定的基准等级以上，所述时间差小于已设定的基准界限时，判断所述回声成分为外部信号成分。
根据本发明的用于免提系统的回声消除方法，所述基准等级为150mV，所述基准界限为50ms。
根据本发明的用于免提系统的回声消除方法，减小所述音量的步骤中，所述音量调整部把所述外部信号成分的音量减小到-60db以下。
(发明的效果)
根据本发明，若通过免提系统的扩音器感应的车辆内部声音信号中混入由扬声器再生的车辆外部声音信号，能够分离车辆外部声音信号并自动减小音量，从而消除通话音的回声及声音的歪曲，能够提高通话质量。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的用于免提系统的回声消除装置的框图。
图2是呈现根据本发明的一实施例的信号成分分离的例子的图。
图3是呈现根据本发明的一实施例的用于免提系统的回声消除方法的动作的顺序图。
符号说明
100：扩音器部
200：模拟数字变换部
300：信号分离部
400：音量调整部
500：回声消除部
600：传送部
700：数字模拟变换部
800：放大器部
具体实施方式
以下，参照附图详细说明根据本发明的基于手动操作的用于免提系统的回声消除装置及方法。
在此过程中，可能会有些夸张地图示了附图中的线条的厚度或构成要素的大小等。并且，后述的用语是考虑到在本发明中的功能而定义的，根据使用者、运用者的意图或惯例会有所不同。因此，这些用语的定义应以整个说明书的内容为基础。
图1是根据本发明的一实施例的用于免提系统的回声消除装置的框图。
如图1所图示，根据本发明的一实施例的用于免提系统的回声消除装置包括模拟数字(Analog to Digital，AD)变换部200、信号分离部300、音量调整部400。
如上所述，免提系统把扩音器部100采集的使用者的声音变换成数字而进行信号处理，然后通过无线电话等通讯网而传送到通话对方。
这时，所述信号处理中可包括由回声消除部500消除已变换成数字信号的内部信号内的回声的过程。回声消除部500可使用如自适应滤波器等而从内部信号消除回声。
并且，传送部600把经过所述信号处理的使用者的声音传送到通话对方。
并且，免提系统接收包括通话对方传送的声音的外部信号，并通过扬声器再生而使车辆内部的使用者能够听见。
这时，接收的外部信号根据数字模拟(Digital to Analog，DA)变换部700而被变换成模拟信号后，通过放大器部800增大而被扬声器再生。
模拟数字变换部200把扩音器部100采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号。这里，扩音器部100可采集车辆内部中使用者所说的声音并输出为内部信号。
信号分离部300从所述数字信号分离外部信号成分。
这时，信号分离部300对接收的数字信号进行频谱分析而能够感应回声成分的峰值等级及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差。
如上所述，外部信号通过扬声器，在车辆内部再生，因此再生的外部信号与使用者的声音一同通过扩音器部100而被采集，从而能够混入到内部信号中。即，由内部信号生成的数字信号中可包括对抗外部信号的成分。
参照图2，说明信号分离部300的信号成分分离。
如图2所图示，通过分析接收的数字信号的频谱，能够识别数字信号中作为主要声音成分的内部信号成分，与作为其他成分的回声成分。
并且，能够感应到识别的回声成分和峰值等级，还能感应到回声成分与内部信号成分的时间差，其表示回声成分比内部信号成分晚发生多长时间。
信号分离部300根据所述感应的回声成分的峰值等级及所述回声成分与回声成分及内部信号成分的时间差，判断回声成分是否为外部信号成分。
这时，信号分离部300在峰值等级为已设定的基准等级以上，时间差小于已设定的基准界限时，把所述回声成分判断为外部信号成分。
这种情况下，所述基准等级为150mV，所述基准界限为50ms。
例如，所述图2中，内部信号成分之后第一个到达的回声成分的时间差小于50ms，因此判断该成分为外部信号成分，判断其余回声成分不是外部信号成分。
音量调整部400，减小所述外部信号成分的音量。
这时，音量调整部400可把所述外部信号成分的音量减小到-60db以下。
例如，根据实验结果，若再生感应到的峰值等级为107mV的回声成分时，音量为-65db，峰值等级为158mV时，音量为-55db，176mV时是-42db。
这时，音量调整部400能够把所述回声成分中判断为外部信号成分的回声成分的音量减小到-60db至-80db。通过这样减小外部信号成分的音量，把内部信号传送到通话对方时，能够防止对方侧产生回声或声音的歪曲。
并且，音量调整部400能够利用数字信号处理(Diginal Signal Processing，DSP)而减小内部信号成分的音量。例如，用于音量减小的数字信号处理，包括数字无线电新音频(Digital Radio New Audio，Dirana)数字信号处理。
如上所述，由音量调整部400减小外部信号成分的音量的信号，回声消除部500再消除与内部信号成分之间的时间差为50ms以上的回声成分，然后通过传送部600传送到通话对方，从而实现双方的通话。
图3是呈现根据本发明的一实施例的用于免提系统的回声消除方法的动作的顺序图。
根据图3，说明根据本实施例的用于免提系统的回声消除方法。
首先，模拟数字变换部200把采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号(S110)。
这时，模拟数字变换部200能够把扩音器部100采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号，扩音器部100采集使用者在车辆内部所说的声音而输出为内部信号。
之后，信号分离部300通过频谱分析，从模拟数字变换部200接收的数字信号，分离回声成分(S120)。
即，信号分离部300，为感应到峰值等级及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差，从通过频谱分析接收的数字信号识别如所述图2所示的回声成分。
之后，信号分离部300感应回声成分的峰值等级及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差(S130)。
接着，信号分离部300根据峰值等级及内部信号成分，判断回声成分是否是外部信号成分(S140)。
这时，信号分离部300在峰值等级为已设定的基准等级以上、时间差小于已设定的基准界限时，把回声成分判断为外部信号成分。例如，基准等级为150mV，基准界限为50ms。
例如，所述图2中，内部信号成分之后第一个到达的回声成分因其时间差小于50ms而判断为外部信号成分，判断其余回声成分不是外部信号成分。
若所述步骤(S140)中判断回声成分为外部信号成分，音量调整部减小所述外部信号成分的音量(S150)。
这时，如上所述，音量调整部能够把所述外部信号成分的音量减小到-60db以下。
例如，音量调整部400能够把所述回声成分中判断为外部信号成分的回声成分的音量减小到-60db至-80db。通过这样减小外部信号成分的音量，把内部信号传送到通话对方时，能够防止对方侧产生回声或声音的歪曲。
若所述步骤(S140)中，判断回声成分不是外部信号成分，或所述步骤(S150)中减小外部信号成分的音量时，回声消除部500能够从内部信号中消除外部信号成分以外的回声成分(S160)。
之后，传送部600把已完成信号处理的信号传送到通话对方(S170)并结束程序。
以上所述，根据本发明，若通过免提系统的扩音器感应的车辆内部声音信号中混入由扬声器再生的车辆外部声音信号，能够分离车辆外部声音信号并自动减小音量，从而消除通话音的回声及声音的歪曲，能够提高通话质量。
以上参照附图所图示的实施例而说明了本发明，但这只是例示性的，在本发明所属技术领域具有一般知识的人，能够理解到能够由此进行多种变更及同等的其他实施例。因此，本发明的技术保护范围应根据如下的专利权利要求范围所规定。

Claims (6)

1.一种用于免提系统的回声消除装置，其特征在于，包括：
模拟数字变换部，把采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号；
信号分离部，从所述数字信号分离外部信号成分；及
音量调整部，减小分离的外部信号成分的音量，
所述信号分离部对接收的数字信号进行频谱分析而感应回声成分的峰值等级及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差，
所述信号分离部在所述峰值等级为已设定的基准等级以上，所述时间差小于已设定的基准界限时，判断所述回声成分为外部信号成分。
2.根据权利要求1所述的用于免提系统的回声消除装置，其特征在于，
所述基准等级为150mV，所述基准界限为50ms。
3.根据权利要求1所述的用于免提系统的回声消除装置，其特征在于，
所述音量调整部把所述外部信号成分的音量减小到-60db以下。
4.一种用于免提系统的回声消除方法，包括：
模拟数字变换部把采集车辆内部的声音而生成的内部信号变换成数字信号的步骤；
信号分离部通过频谱分析而从所述数字信号分离外部信号成分的步骤；及
回声成分为外部信号成分时，由音量调整部减小所述外部信号成分的音量的步骤，
所述信号分离部在分离所述回声成分的步骤中，感应所述回声成分的峰值等级及所述回声成分与内部信号成分之间的时间差，减小所述音量的步骤中，根据所述峰值等级及内部信号成分而判断所述回声成分是否为外部信号成分，
所述信号分离部在所述峰值等级为已设定的基准等级以上，所述时间差小于已设定的基准界限时，判断所述回声成分为外部信号成分。
5.根据权利要求4所述的用于免提系统的回声消除方法，其特征在于，
所述基准等级为150mV，所述基准界限为50ms。
6.根据权利要求4所述的用于免提系统的回声消除方法，其特征在于，
减小所述音量的步骤中，
所述音量调整部把所述外部信号成分的音量减小到-60db以下。
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