DE19848641B4 - Doppelsprech-unempfindlicher NLMS Algorithmus - Google Patents

Doppelsprech-unempfindlicher NLMS Algorithmus Download PDF

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    • H04M9/082Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer akustischen Echo-Lösch-Einrichtung in einem Telefonsystem, um in einer Doppelsprech-Situation Echosignale von Signalen von einem nahen Ende zu löschen, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die akustische Echo-Lösch-Einrichtung einen doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate verwendet und Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate aufweist, umfassend die folgenden Schritte:
– Erzeugen einer Echosignal-Replik, basierend auf dem Signal vom fernen Ende und einer geschätzten Echoweg-Länge;
– Subtrahieren der Echosignal-Replik von dem Signal vom nahen Ende durch Anpassung der Konvergenzrate des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate und
– adaptive Anpassung der Konvergenzrate, basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, wobei
– die Konvergenzrate auf einer veränderlichen Schrittgröße basiert, und die Schrittgröße umgekehrt proportional zum Energiepegel des Signals vom nahen Ende reduziert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Echo-Lösch-Einrichtung für Telefone und Konferenz-Endgeräte und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Echo-Löschung in einer Doppelsprech-Umgebung sowie ein entsprechend ausgestaltetes Telefon-Netzwerk.
  • In einem Telefonsystem ist es bekannt, daß ankommende Signale am Empfänger des Endgeräts häufig durch dasselbe Endgerät-Mikrofon detektiert werden und, wenn sie sich nicht aufheben, die Signale wieder auf dem Übertragungsweg an den Benutzer am fernen Ende übertragen werden. Derartige Signale sind als Echo-Signale bekannt und können für Telefonbenutzer sehr lästig sein.
  • Bekannte Echo-Löschverfahren benutzen ein Verfahren, das auf einem normalisierten mittlere kleinste Quadrate (Normalized Least-Mean Square = NLMS) Algorithmus basiert. Dieser Algorithmus funktioniert bei Echosignalen, die auftreten, wenn der Benutzer am nahen Ende nicht spricht. Es gibt jedoch Gelegenheiten, wo der Benutzer am nahen Ende sich zum selben Zeitpunkt wie der Benutzer am entfernten Ende entscheidet zu sprechen. Diese Situation, bei der die Benutzer an entgegengesetzten Enden der Telefonleitung gleichzeitig sprechen, ist als Doppelsprechen bekannt. Während des Doppelsprechens wird der oben erwähnte NLMS Algorithmus instabil. Um diese Instabilität zu bewältigen, stoppen oder zumindest verlangsamen die bekannten Echo-Lösch-Einrichtungen den Adaptionsprozeß, sobald die Situation eines Doppelsprechens detektiert wird. Diese Methode kann jedoch nicht verhindern, daß die adaptiven Gewichte bzw. Gewich tungs-Faktoren in dem Zeitintervall, unmittelbar bevor die Situation des Doppelsprechens detektiert worden ist, divergieren. In einer Situation, in der das Doppelsprechen so schwach ist, daß der Doppelsprech-Detektor dies nicht detektieren kann, wird die Divergenz des NLMS Algorithmus um so ernster. Auch wenn der Echoweg bzw. Echopfad sich während der Doppelsprech-Situation verändert, was häufig der Fall für die akustischen Freihand-Telefone ist, kann der NLMS Algorithmus die notwendigen Anpassungen nicht durchführen, da die Adaption eingefroren ist.
  • Wie oben ausgeführt, ist ein Echo in einer Telefonumgebung das Phänomen, bei dem eine verzögerte und verzerrte Version eines ursprünglichen Signals zur Quelle zurückreflektiert wird. Bei einem Telefonsystem verursacht das Echo eine Beeinträchtigung der Wiedergabetreue der Sprechsignale, wobei dies für die Sprecher unangenehm ist. Die Aufgabe der Echo-Lösch-Einrichtung besteht darin, den Echoweg relativ zu einem Bezugssignal abzuschätzen, die Echoreplik zu reproduzieren und diese vom Eingangssignal zu substrahieren. Hierzu wird auf 1 Bezug genommen.
  • Der heute am meisten genutzte Echo-Lösch-Algorithmus ist der NLMS Algorithmus, der im folgenden beschrieben wird: Sei r(n) die Sprache am entfernten Ende und s(n) die Sprache am nahen Ende der Mikrofon-Eingabe. Das Echosignal se(n) kann wie folgt moduliert werden: se(n) = h(n)*r(n) (1) wobei h(n) der unbekannte Echoweg ist und "*" der lineare Konvolutionsoperator ist.
  • Das Mikrofon-Eingabesignal ist sin(n) = se(n) + s(n) + v(n), (2)wobei v(n) das Hintergrundrauschen ist. Um das Echosignal se(n) zu eliminieren, schätzt der typische NLMS Algorithmus erst den Echoweg ĥ(n) mit dem Bezugssignal r(n) und sin(n) und subtrahiert die Echoreplik ĥ(n)*r(n) von sin(n), um das Echo zu löschen. Mit dem NLMS Algorithmus ist es möglich, ĥ(n) rekursiv zu einem Zeitpunkt m abzuschätzen:
    Figure 00030001
    wobei N die Länge von ĥ(n) ist und 0 < μ < 2 die Schrittgröße ist, die die Konvergenzrate des NLMS Algorithmus steuert; der endgültige Restfehler e(n) = sin(n) – h(n)*r(n)ist. Er ist die Energie des Bezugssignals:
    Figure 00030002
  • Die Vorteile des NLMS Algorithmus liegen darin, daß er einfach ist und leicht implementiert werden kann. Wenn s(n) fehlt, konvergiert ĥ(n) gegen den wahren Echoweg h(n). Wenn s(n) jedoch anwesend ist, d.h. wenn eine Doppelsprech-Situation vorliegt, wird der NLMS Algorithmus instabil und divergiert schnell von seinem ursprünglichen Zustand.
  • Aus der EP 0 627 840 A2 ist eine Echo-Lösch-Einrichtung bekannt, bei der ein Doppelsprech-Detektor vorgesehen ist. Dieser stoppt die Adaption im auf einem NLMS-Algorithmus basierenden adaptiven Filter, sobald ein Doppelsprechen detektiert wird.
  • In der US 5,570,423 ist eine weitere Echo-Lösch-Einrichtung beschrieben, bei der die Adaptions-Schrittweite des verwendeten NLMS-Algorithmus in Abhängigkeit vieler Einflussgrößen verändert wird. Die angegebenen Funktionszusammenhänge sind kompliziert und auch aufwändig in der technischen Umsetzung.
  • Im folgenden wird erfindungsgemäß ein neuer doppelsprechunempfindlicher Algorithmus vorgeschlagen, der als doppelsprechnormalisierter mittlerer kleinste Quadrate (Double Talk Normalized Least Mean Square = DNLMS) Algorithmus bezeichnet wird. Während einer Doppelsprech-Situation kann der DNLMS Algorithmus nicht nur seine Gewichte stabilisieren, sondern auch Variationen des Echowegs verfolgen.
  • Erfindungsgemäß wird der NLMS Algorithmus derart modifiziert, daß er sich in einer Doppelsprech-Umgebung stabil verhält. Bei dem neuen DNLMS Algorithmus wird die Konvergenzrate μ adaptiv basierend auf der Doppelsprech-Situation angepaßt, d.h. der Leistungsdifferenz bzw. der Potenzdifferenz zwischen sin(n) und r(n). Anders als bei den meisten Telefon-Echo-Lösch-Einrichtungen, bei denen ein Doppelsprech-Detektor hinzugefügt wird und die Adaption gestoppt wird, sobald ein Doppelsprechen detektiert wird, setzt der DNLMS Algorithmus die Verfolgung der Echoweg-Änderung während des Doppelsprechens fort, wobei die Implementie rungskosten sogar noch geringer sind als die bei einem einfachen Doppelsprech-Detektor.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 betreffend ein Verfahren zur Steuerung einer akustischen Echo-Lösch-Einrichtung in einem Telefonsystem, um in einer Doppelsprech-Situation Echosignale von Signalen von einem nahen Ende zu löschen, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die akustische Echo-Lösch-Einrichtung einen doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate verwendet und Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate aufweist, umfassend die folgenden Schritte:
    • – Erzeugen einer Echosignal-Replik, basierend auf dem Signal vom fernen Ende und einer geschätzten Echoweg-Länge;
    • – Subtrahieren der Echosignal-Replik von dem Signal vom nahen Ende durch Anpassung der Konvergenzrate des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate und
    • – adaptive Anpassung der Konvergenzrate, basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, wobei
    • – die Konvergenzrate auf einer veränderlichen Schrittgröße basiert, und die Schrittgröße umgekehrt proportional zum Energiepegel des Signals vom nahen Ende reduziert wird.
  • Anspruch 6 betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer akustischen Echo-Lösch-Einrichtung in einem Telefonsystem, um in einer Doppelsprech-Situation Echosignale von Signalen von einem nahen Ende zu löschen, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die akustische Echo-Lösch-Einrichtung einen doppelsprechnormalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate verwendet und Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate aufweist, umfassend die folgenden Schritte:
    • – Erzeugen einer Echosignal-Replik, basierend auf dem Signal vom fernen Ende und einer geschätzten Echoweg-Länge;
    • – Subtrahieren der Echosignal-Replik von dem Signal vom nahen Ende durch Anpassung der Konvergenzrate des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate und
    • – adaptive Anpassung der Konvergenzrate, basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, wobei
    • – die Konvergenzrate auf einer veränderlichen Schrittgröße basiert, und die Schrittgröße aufgrund des Energiepegels des Signals vom fernen Ende gesteuert wird.
  • Anspruch 11 betrifft ein Telefon-Netzwerk mit
    • – einem Empfangsweg für Empfangssignale von einem Benutzer am fernen Ende und
    • – einem Übertragungsweg zur Übertragung von Signalen vom nahen Ende an einen Benutzer am fernen Ende,
    • – einer einen doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate umfassenden akustischen Echo-Lösch-Einrichtung zum Löschen von Echosignalen von Signalen von einem nahen Ende in einer Doppelsprech-Situation, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die Echo-Lösch-Einrichtung aufweist: – Mittel zur Berechnung der relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende; – Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate; und – Mittel zur adaptiven Anpassung der Konvergenzrate, – basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, und – basierend auf einer veränderlichen, umgekehrt proportional zum Energiepegel des Signals vom nahen Ende reduzierten Schrittgröße.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
  • 1 ein Echo-Erzeugungs-Modell in einem Telefon-Netzwerk,
  • 2 ein erfindungsgemäßer Echo-Repliken-Erzeugungsblock,
  • 3 die Adaptions-Schrittgröße μ als eine Funktion der Signalstärke am nahen Ende bei einer vorgegebenen Signalstärke am fernen Ende und
  • 4 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Schrittgröße μ und den relativen Stärken der Signale am nahen und fernen Ende.
  • Wegen der oben beschriebenen Doppelsprech-Situation enthalten die meisten Echo-Lösch-Produkte einen Doppelsprech-Detektor. Wenn eine Doppelsprech-Situation detektiert wird, wird das Adaptionsverfahren gestoppt, und alle geschätzten Echo-Gewichte werden eingefroren bis die Doppelsprech-Situation endet. Der Doppelsprech-Detektor nutzt entweder eine Energieberechnung oder eine Korrelationsberechnung. Aufgrund der starken Korrelation bei Sprechsignalen haben bekannte Doppelsprech-Detekto ren die Schwierigkeit, zwischen Doppelsprechen und Echo-Weg-Änderungen zu unterscheiden. Auch benötigen fast alle Doppelsprech-Detektoren eine Mittelbildungszeit. Bevor ein Doppelsprechen detektiert wird, kann das Doppelsprech-Signal schon dazu geführt haben, daß der NLMS Algorithmus in irgendeiner Weise divergiert. Das Problem wird gravierender, wenn die Sprache am fernen Ende anfängt leiser zu werden. Unter diesen Bedingungen ist das Energie-Niveau der Sprache am fernen Ende, Er, sehr gering, so daß das Restfehler-Signal e(n) sehr groß ist und eine große Fehlanpassung bei der Abschätzung des Echoweges gemäß Gleichung (3) durchgeführt wird, bevor ein Doppelsprechen detektiert wird. Kleine, nicht detektierbare Doppelsprech-Pegel können auch zu einer Divergenz des adaptiven Filters führen.
  • Einige andere Algorithmen schlagen die Nutzung zweier Gruppen adaptiver Filter vor, um das Doppelsprechen und die Echoweg-Änderungen zu unterscheiden. Die Kosten nehmen jedoch hierbei drastisch zu, insbesondere wenn der Echoweg lang ist.
  • Bei einem Freihand-Telefonendgerät ändert sich die Echo-Umgebung ständig aufgrund der Bewegung der Sprecher und des Wechsels der akustischen Umgebung. Wenn die geschätzten Echo-Gewichte während des Doppelsprechens eingefroren werden, müssen alle Gewichte einem Rekonvergenzverfahren unterzogen werden, nachdem die Doppelsprech-Situation beendet ist. Deshalb ist ein Algorithmus erforderlich, bei dem nicht nur die adaptiven Gewichte während des Doppelsprechens stabil gehalten werden, sondern auch Änderungen des Echoweges mitverfolgt werden.
  • Bei dem NLMS Algorithmus ist μ der Schlüsselfaktor, der die Konvergenzrate und den endgültigen Echo-Restfehler steuert. Es ist bekannt, daß μ, um die Konvergenz des NLMS Algorithmus zu garantieren, typischerweise im Bereich von 0 bis 2 liegen muß. Bei einem großen μ ist die Konvergenzrate des NLMS Algorithmus groß, der endgültige Restfehler bleibt jedoch groß. Wenn Sprache am nahen Ende vorliegt, beginnen die adaptiven Gewichte zu divergieren. Dies ist der Grund, warum eine Divergenz während einer Doppelsprech-Situation beobachtet wird. Das Divergenzproblem wird noch ernster, wenn das Signal am nahen Ende und das Signal am fernen Ende hochkorreliert sind, was typischerweise für den Fall von Sprachsignalen der Fall ist. Bei einem kleinen μ ist der Restfehler gering, und wenn das Signal am nahen Ende und das Signal am fernen Ende in einem großen Zeitfenster unkorreliert sind, kann der NLMS Algorithmus noch gegen seine korrekten Gewichte konvergieren. Die anfängliche Konvergenzrate ist jedoch bei einem kleinen μ sehr gering, und wenn die Konvergenzrate zu klein ist, kann der NLMS Algorithmus nie in einer akustischen Umgebung, wo das Umgebungsrauschen hoch ist und sich der Echoweg ändert, konvergieren. Es ist daher notwendig, daß die Konvergenzrate wenigstens schneller als die Änderung des Echowegs ist.
  • Erfindungsgemäß wird die μ-Wert gemäß dem instantanen Doppelsprech-Pegel angepaßt. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Echo-Replikations-Block. Die Konvergenzrate wird adaptiv entsprechend der Schrittgröße μ angepaßt, die in dem Echo-Repliken-Block berechnet wird. Während des Einfach-Sprechmodus wird μ sein größter Wert zugewiesen, und während des Doppelsprechens wird μ basierend darauf reduziert, wie stark das Doppelsprechen ist. Wenn das Signal am fernen Ende fehlt, wird μ zu 0 redu ziert und keine Gewichtsanpassung wird durchgeführt. Bei dem DNLMS Algorithmus wird der μ-Wert indirekt durch Er gesteuert, dem Nenner im zweiten Term von Gleichung (3). Die neue Gewichtsanpassung erfolgt nach den folgenden Gleichungen.
  • Figure 00110001
  • Wenn E = Er, so liegt der normale NLMS Algorithmus vor, und wenn E > Er, dann ist dies äquivalent zu einer Reduktion von μ.
  • Bei einer Realzeit-Implementierung kann die Berechnung von Er bei Gleichung (4) gleichwertig durch den folgenden rekursiven Algorithmus ersetzt werden:
    Figure 00110002
  • Bei dem DNLMS Algorithmux müssen wir auch die Energie der Sprache am nahen Ende Ein berechnen:
    Figure 00110003
  • Mit Er und Ein wird E berechnet als:
    Figure 00110004
    wobei α > 1,und β > α
  • Während des Einfach-Sprechmodus ist Ein die Echo-Energie, und wenn diese α mal kleiner als Er ist, haben wir E = Er, und dies ist der normale NLMS Algorithmus. Während des Doppelsprechens, wenn Ein (Echo und Sprache am nahen Ende) größer ist als Er/α, ergibt sich:
    Figure 00120001
  • Dies ist gleichwertig zu der Aussage, daß μ mindestens um den Faktor β/α reduziert wird:
    Figure 00120002
  • Zu bemerken ist, daß μ in der Tat umgekehrt proportional zu Ein reduziert wird, so daß eine Erhöhung der Sprachaktivität am nahen Ende auch den μ-Wert reduziert. Die Beziehung zwischen der Schrittgröße μ und Ein ist in 3 bei festem Er gezeigt, wobei der Anfangswert von μ = 1 ist.
  • Bei dieser Methode wird die Adaption während des Doppelsprechens fortgesetzt, und μ wird gemäß der Doppelsprech-Stärke angepaßt. Alle Sprechsignale haben stimmhafte Abschnitte, stimmlose Abschnitte und geräuschlose Perioden. Während des Doppelsprechens überlappen die aktiven Abschnitte der Sprache am nahen Ende und der Sprache am fernen Ende sich nicht immer. Der μ-Wert variiert mit der Differenz zwischen den Energiepegeln der Sprache am fernen Ende Er und der Sprache am nahen Ende Ein. Wenn das Doppelsprechen am nahen Ende stark ist, hält ein geringes μ eine langsame Divergenz der Gewichte aufrecht, und wenn die Sprache am fer nen Ende stark ist, liefert ein großes μ eine schnelle Konvergenzrate. Deswegen kann der DNLMS Algorithmus die Doppelsprech-Stabilität aufrechterhalten und die Echoweg-Änderung während des Doppelsprechens verfolgen, wobei der Algorithmus selbst dann gut konvergiert, wenn die Signale am nahen Ende Dualton-Mehrfachfrequenz (dual tone multiple frequency = DTMF) Tonsignale sind, die Ein- und Ausabschnitte aufweisen.
  • Ein Beispiel dafür, wie μ die Pegel der Signale am nahen Ende und am fernen Ende variiert, ist in 4 gezeigt. Man sieht, daß μ bei optimalen Zeiten hoch ist und keine Doppelsprech-Überhangzeit erforderlich ist, um die Divergenz während des Auslaufens bzw. des Schwanzes der Sprache am nahen Ende zu verhindern.
  • Neben Gleichung (8) gibt es noch andere Möglichkeiten, um den Wert E zu berechnen. Die instantane Energie Ee des Restfehlers e(n) kann anstelle der von Ein verwendet werden, d.h.
  • Figure 00130001
  • Wenn Ee anstelle von Ein in Gleichung (8) verwendet wird, kann α als eine große Zahl während des Einfachsprechens gewählt werden, da Ee die Echo-Restenergie darstellt, die viel kleiner als Ein ist. Bei einem großen Wert α ist der DNLMS Algorithmus empfindlicher gegenüber Doppelsprechen. Sobald Doppelsprechen auftritt, ist αEe größer als Er und μ wird instantan reduziert. Dies macht die Anpassung während des Doppelsprechens stabiler. Das Problem der Verwendung von Ee besteht darin, daß während der anfänglichen Konvergenz-Periode und wenn der Echoweg sich ändert, αEe größer als Er ist, selbst während des Einfachsprechen-Modus. Deshalb kann ein großer α-Wert zu einer langsamen Konverganzrate mit einem kleinen μ-Wert führen. Ein kleinerer α-Wert ist jedoch für eine anfängliche Konvergenz erforderlich.
  • Eine andere Methode besteht darin, den minimalen Wert zwischen α1Ein und α2Ee1 > 0, α2 > α1) zu wählen, wobei E in den folgenden zwei Schritten berechnet werden kann:
    Figure 00140001
    und
  • Figure 00140002
  • Dabei wird μ während des Doppelsprechens mindestens um einen Faktor β reduziert.
  • Figure 00140003
  • Bei einer sorgfältigen Wahl von α1 und α2 wird E1= α1Ein verwendet während der anfänglichen Konvergenz-Periode und wenn der Echoweg sich ändert, wobei Ee groß ist. E1 = α2Ee wird verwendet, wenn der DNLMS Algorithmus gut konvergiert ist. Die letzte Methode nutzt die Vorteile sowohl der ersten Methode als auch der zweiten Methode, d.h. sie ist empfindlich gegenüber Doppelsprechen, wenn der NLMS Algorithmus gut konvergiert ist, und schnell konvergierend während des Doppelsprechens und Echoweg-Änderungen. Sie erfordert jedoch zusätzliche Berechnungen im Vergleich zu den ersten beiden Methoden.
  • Bei spezifischen Tests für akustische Echo-Lösch-Einrichtungen wurde herausgefunden, daß die folgenden Parameter für α und β bei üblichen Raumumgebungen geeignet sind:
    Methode 1 unter Verwendung von Er und Ein: Der Ausgangswert für μ wird auf 1 gesetzt. Es wurde festgestellt, daß der Echo-Rückkehrverlust bei mindestens 6 dB liegt und α wurde auf α = 5 gesetzt. β wurde als 50 gewählt, so daß μ mindestens 10 mal während des Doppelsprechens reduziert wird.
    Methode 2 unter Verwendung von Er und Ee: Der Ausgangswert von μ ist immer noch 1. α wurde als 50 unter der Bedingung gewählt, daß der Echo-Rückkehrverlust mindestens 6 dB ist und der NLMS Algorithmus mindestens eine 10 dB Echo-Unterdrückung liefert. Wieder wurde μ wenigstens 10 mal während des Doppelsprechens reduziert und β wurde als 500 gewählt.
    Methode 3 unter Verwendung von Er und Ee: Der Ausgangswert von μ ist immer noch 1 und die anderen Parameter wurden als α1 = 5, α2 = 50 und β = 10 gewählt. All diese basieren auf derselben Annahme und den Erfordernissen, daß der Echo-Rückkehrverlust mindestens 6 dB ist, der NLMS Algorithmus mindestens eine 10 dB Echo-Unterdrückung liefert und der Wert von μ mindestens 10 mal während des Doppelsprechens reduziert wird.
  • Bei allen oben genannten Parameter-Selektionen wird angenommen, daß der Echo-Rückkehrverlust mindestens 6 dB ist. Dies bedeutet, daß mit den Parametern die beste Echo-Unterdrückung für den Echo-Rückkehrverlust um 6 dB bis 20 dB erreicht werden kann, was die meisten praktischen Umgebungen einschließt. Die Situation, wenn der Echoweg einen Verstärkungsfaktor von bis zu 6 dB aufweist, kann auch mit diesen Parametern bewältigt werden. Testergebnisse zeigen, daß während einer Doppelsprech-Situation die Adaptions-Gewichte stabilisiert sind und Echoweg-Änderungen verfolgt werden können. Es wurde herausgefunden, daß alle drei Berechnungsmethoden von E sich ähnlich verhalten und die Bevorzugung von der Umgebung abhängt, nämlich der Echo-Verzögerung, dem Echo-Verlust und der möglichen Doppelsprech-Stärke. Erfindungsgemäß können die folgenden Vorteile erzielt werden:
    Ein doppelsprech-unempfindlicher und stabilisierter NLMS Algorithmus wird bereitgestellt. Der Echoweg kann während des Doppelsprechens ohne zusätzliche Kosten verfolgt werden. Die Adaptions-Gewichte brauchen nicht während des Doppelsprechens eingefroren zu werden. Der Adaptions-Schritt ist adaptiv angepaßt basierend auf der Stärke des Doppelsprechens.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung einer akustischen Echo-Lösch-Einrichtung in einem Telefonsystem, um in einer Doppelsprech-Situation Echosignale von Signalen von einem nahen Ende zu löschen, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die akustische Echo-Lösch-Einrichtung einen doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate verwendet und Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate aufweist, umfassend die folgenden Schritte: – Erzeugen einer Echosignal-Replik, basierend auf dem Signal vom fernen Ende und einer geschätzten Echoweg-Länge; – Subtrahieren der Echosignal-Replik von dem Signal vom nahen Ende durch Anpassung der Konvergenzrate des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate und – adaptive Anpassung der Konvergenzrate, basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, wobei – die Konvergenzrate auf einer veränderlichen Schrittgröße basiert, und die Schrittgröße umgekehrt proportional zum Energiepegel des Signals vom nahen Ende reduziert wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittgröße (μ) angepaßt ist gemäß dem momentanen Doppelsprech-Pegel.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Konvergenz bei einem Doppelsprech-Modus andauert.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Konvergenzrate eine Änderung der Echoweg-Länge verfolgt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvergenzrate schneller als eine Änderung des Echowegs angepasst wird.
  6. Verfahren zur Steuerung einer akustischen Echo-Lösch-Einrichtung in einem Telefonsystem, um in einer Doppelsprech-Situation Echosignale von Signalen von einem nahen Ende zu löschen, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die akustische Echo-Lösch-Einrichtung einen doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate verwendet und Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate aufweist, umfassend die folgenden Schritte: – Erzeugen einer Echosignal-Replik, basierend auf dem Signal vom fernen Ende und einer geschätzten Echoweg-Länge; – Subtrahieren der Echosignal-Replik von dem Signal vom nahen Ende durch Anpassung der Konvergenzrate des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate und – adaptive Anpassung der Konvergenzrate, basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, wobei – die Konvergenzrate auf einer veränderlichen Schrittgröße basiert, und die Schrittgröße aufgrund des Energiepegels des Signals vom fernen Ende gesteuert wird.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittgröße (μ) angepaßt ist gemäß dem momentanen Doppelsprech-Pegel.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Konvergenz bei einem Doppelsprech-Modus andauert.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Konvergenzrate eine Änderung der Echoweg-Länge verfolgt.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvergenzrate schneller als eine Änderung des Echowegs angepasst wird.
  11. Telefon-Netzwerk mit – einem Empfangsweg für Empfangssignale von einem Benutzer am fernen Ende und – einem Übertragungsweg zur Übertragung von Signalen vom nahen Ende an einen Benutzer am fernen Ende, – einer einen doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate umfassenden akustischen Echo-Lösch-Einrichtung zum Löschen von Echosignalen von Signalen von einem nahen Ende in einer Doppelsprech-Situation, wobei das Echosignal ein reflektiertes Signal vom fernen Ende aufweist, und wobei die Echo-Lösch-Einrichtung aufweist: – Mittel zur Berechnung der relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende; – Konvergenzmittel zum Konvergieren des doppelsprech-normalisierten Algorithmus der kleinsten mittleren Quadrate; und – Mittel zur adaptiven Anpassung der Konvergenzrate, – basierend auf den relativen Stärken der Echosignale und der Signale vom nahen Ende, und – basierend auf einer veränderlichen, umgekehrt proportional zum Energiepegel des Signals vom nahen Ende reduzierten Schrittgröße.
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