NO328256B1 - Audiosystem - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse relaterer seg til et audiokommunikasjonssystem og en fremgangsmåte med forbedrede akustiske karakteristikker. Spesielt viser den foreliggende oppfinnelse et system og en fremgangsmåte for å modifisere høyttalersignalet for å tillate forbedret ekkokansellering av audiosignalet innfanget ved mikrofoner uten å forringe opplevelsen av stereo (eller multikanal) lyd. Hovedideen er å sammensmelte signalene fra forskjellige kanaler til et karakteristiskmono signal for fremdeles å opprettholde tilstrekkelig informasjon for å gi en multikanals opplevelse av lyd på høyttalere.

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse relaterer seg til et audiokommunikasjonssystem og fremgangsmåte med forbedrede akustiske karakteristikker, og spesielt til et konferansesystem inkludert forbedrede

audioekkokanselleringskarakteristikker.

Oppfinnelsens bakgrunn

I et konvensjonelt konferansesystem vil en eller flere mikrofoner innfange en lydbølge ved et fjernendested og transformere lydbølgen inn til et første audiosignal. Det første audiosignalet blir sendt til nærendesiden der et fjernsynssett eller en forsterker og høyttaler reproduserer den opprinnelige lydbølgen ved å konvertere det første audiosignalet generert ved det første sted inn til lydbølgen. Den produserte lydbølgen ved nærendestedet blir delvis innfanget av audioinnfangingssystemet ved nærendestedet og konvertert til et andre audiosignal og sendt tilbake til systemet ved fjernendestedet. Dette problemet med å ha en lydbølge som innfanges ved et sted, og videresendes til det andre stedet for så å bli sendt tilbake til opprinnelsesstedet blir referert til som akustisk ekko. I sin mest alvorlige form kan det akustiske ekko forårsake tilbakekoblingslyd (feedback sound) når løkkeforsterkningen er over en. Det akustiske ekko forårsaker også at deltakerne ved hvert sted hører seg selv, noe som gjør en samtale over konferansesystemet vanskelig. Spesielt om det er forsinkelser i systemoppsettet, noe som er vanlig innenfor videokonferansesystemer. Det akustiske ekkoproblemet blir vanligvis løst ved bruk av en akustisk ekkokansellator beskrevet i det etterfølgende.

Figur 1 viser et eksempel på et akustisk ekkokansellatorsubsystem.

I figur 1 gjelder følgende sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser:

I det minste ett av deltakerstedene har en akustisk ekkokansellatorsubsystem for å redusere ekko i kommunikasjonssystemet. Det akustiske ekkokansellatorsubsystemet er en fullbåndsmodell av en digital akustisk ekkokansellator. En fullbåndsmodell prosesserer et fullstendig audiobånd (for eksempel opp til 20 kHz for videokonferanser er båndet typisk 7 kHz eller høyere, i audiokonferanser vil båndet typisk gå opp til 3,4 kHz) av audiosignalene direkte.

Som allerede nevnt oppnås kompensasjon av akustisk ekko vanligvis ved en akustisk ekkokansellator. Den akustiske ekkokansellator er en frittstående anordning eller en integrert del i tilfelle av kommunikasjonssystemet. Den akustiske ekkokansellatoren transformerer det akustiske signalet sendt fra fjernendested til nærendestedet, for eksempel ved bruk av en lineær/ikke-lineær matematisk modell og den vil så subtrahere det matematisk modulerte akustiske signal fra det akustiske signal sendt fra nærendestedet til fjernendestedet. I mer detalj, ved å referere for eksempel til det akustiske ekkokansellatorsubsystemet ved fjernendestedet i figur 1 vil den akustiske ekkokansellator overføre det første akustiske signalet fra fjernendestedet gjennom den matematiske modulatoren for det akustiske systemet og beregne et estimat for ekkosignalet for så å trekke det estimerte ekkosignal fra det andre audiosignal innfanget ved nærendestedet og sende tilbake det andre audiosignal minus det estimerte ekko til fjernendesignalet. Ekkokansellatorsubsystemet for figur 1 inkluderer en estimeringsfeil, det vil si forskjellen mellom det estimerte ekko og det virkelige ekko for å oppdatere eller tilpasse den matematiske modellen til en bakgrunnsstøy eller endringer i miljøet ved en posisjon der lyden blir innfanget av audioinnfangingsanordningen.

Den akustiske systemmodellen som brukes ved de fleste ekkokansellatorer er en FIR (Finite Impulse Respons) - filter som tilnærmer transferfunksjonen for den direkte lyd og mesteparten av refleksjonene i rommet. En fullbåndsmodell av det akustiske systemet er relativ kompleks og prosesskraftkrevende, og alternativer til fullbåndsmodeller normalt å foretrekke.

En metode for å redusere prosessorkraftbehovet for en ekkokansellator er å introdusere subbåndsprosessering, det vil si at signalet blir delt inn i bånd med mindre båndbredde som kan bli representert ved bruk av en lavere samplingfrekvens. Et eksempel på et slikt system blir illustrert i figur 2.

I figur 2 gjelder følgende sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser:

Høyttaleren og mikrofonsignalet blir delt av et analysefilter inn til subbånd der hvert representerer et mindre område av frekvenser av den opprinnelige høyttaler og mikrofon, henholdsvis. Tilsvarende ekkokansellering og andre prosesseringer blir utført på hvert subbånd før alle bånd av den modifiserte mikrofon blir sammenslått for å danne et fullbåndssignal av et syntesefilter.

Kjernekomponenten i en ekkokansellator er den allerede nevnte akustiske modell (vanligvis implementert som et FIR-filter). Den akustiske modell forsøker å imitere overføringsfunksjonen for fjernendesignalet fra høyttaleren til mikrofonen. Denne adaptive modellen blir oppdatert ved gradientsøkealgoritmer. Algoritmen forsøker å minimalisere en feilfunksjon som er tensen av signalet etter at ekkosestimatet er fratrukket. For en monoekkokansellator vil denne løsningen fungere. Det er en ensartet og unik løsning.

Innenfor høykvalitetskommunikasjon vil det imidlertid ofte være ønskelig å overføre og representere

høykvalitetsmultikanalaudio, for eksempel stereoaudio. Stereoaudio inkluderer audiosignaler fra to separate kanaler som representerer forskjellige romlige audio fra en bestemt lydkomposisjon. Lasting av kanalene på hver

respektive høyttaler krever en mer troverdig audioreproduksjon idet tilhøreren vil oppfatte en romlig forskjell mellom audiokildene fra hvilke lydkomposisjonen er skapt.

Signalet som blir spilt på en høyttaler kan skille seg fra signalet presentert på den andre høyttaleren(e). Således, for en stereo- (eller multikanal-) ekkokansellator vil transferfunksjonen fra hver respektive høyttaler til mikrofonen måtte bli kompensert for. Dette er en noe forskjellig situasjon sammenlignet med monoaudioekkokansellasjon, idet det er to forskjellige, men korrelerte signaler det skal kompenseres for.

Merk at transmisjon av stereosignaler ved bruk av flere mikrofoner ikke krever stereo-ekkokansellering om kun en høyttaler (eller monopresentasjonssignal) er til stede. Om multikanalaudio skal bli lagret, kan algoritmene (både innenfor teknikkens stilling og innenfor oppfinnelsen) bli duplisert og noen ganger forenklet (fordi mange deler er felles for alle mikrofoner). Dupliseringen er likefrem, også i tilfelle av stereo- eller multikanalsmottak av signaler, og dette dokumentet diskuterer ikke bruken av flere mikrofoner i detalj.

I stereoaudio vil korrelasjon i de forskjellige kanaler tendere til å være signifikant. Dette medfører at normalgradientsøksalgoritmen ikke er tilstrekkelig. Matematisk uttrykket vil korrelasjonen introdusere flere falske minimumsløsninger til feilfunksjonen. Dette blir bl.a. beskrevet i Steven L. Gat and Jacob Benesty " Acoustic signal processing for telecommunication", Boston: Kluwer Academic Publishers, 2000. Det fundamentale problemet er at når flere kanaler bærer lineært relaterte signaler, vil løsningen for normalfunksjonen korrespondere til feilfunksjonen løst ved den adaptive algoritmen være enkel (singular). Dette, medfører at det ikke er noen enestående løsning på ligningen, men et endeløst antall av løsninger, og det kan vises at alle bortsett fra den virkelige avhenger av impulsresponsene for transmisjonsrommet (i denne konteksten vil transmisjonsrommet kunne inkludere et syntetisert transmisjonsrom som for eksempel innspilt eller programmert materiale avspilt ved fjernendestedet). Gradientsøkalgoritmen kan så bli fanget inn i et minimum som ikke nødvendigvis er den virkelige minimumsløsningen.

En annen måte å uttrykke dette

stereoekkokansellatortilpasningsproblemet på, er at det er vanskelig å skille mellom en romresponsendring og audio-"bevegelse" i stereobildet. For eksempel vil den akustiske modellen matte endres tilbake om en taler starter å tale ved en forskjellig lokasjon ved fjernendestedet. Det er ingen adaptiv algoritme som kan spore en endring tilstrekkelig raskt og en monoekkokansellator i multikanaltilfellet vil ikke gi en tilfredsstillende ytelse.

En typisk tilnærming for å overkomme de ovenfor nevnte falske minimumsløsningsproblemer nevnt over er vist i figur 3.

I figur 3 gjelder følgende sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser:

Sammenlignet med monotilfellet vil analysefiltret være duplisert for å dele både høyre og venstre høyttalersignal inn i subbånd. Den akustiske modell er delt inn i to modeller (per subbånd), en for den høyre kanaloverføringsfunksjonen og en for den venstre kanaloverføringsfunksjonen.

For å overkomme de falske minimumsløsninger introdusert ved sammenhengen mellom venstre og høyre kanalsignaler, vil en de-korreleringsalgoritme bli introdusert. Denne de-korreleringen gjør det mulig å korrekt oppdatere de akustiske modeller. Imidlertid vil de-korreleringsteknikken også modifisere signalene som er presentert på høyttalerne. Mens kvalitetbevarende modifikasjonsteknikker kunne være akseptable, vil de fleste de-korreleringsteknikker i henhold til teknikkens stiling forvrenge lyden vesentlig. I tillegg har ikke-beregningskrevende adaptive algoritmer så som LMS (least mean square) eller NLMS (normalized least mean square) tendens til å konvergere sakte for de-korrelerte stereosignaler ved bruk i henhold til teknikkens stilling. Derfor vil løsninger i henhold til teknikkens stilling vanligvis anvende mer beregningskrevende algoritmer, for eksempel RLS (recursive least square).

"Stereophonic akustiske ekko cancellation using nonlinear transformation and comb filtering" Jacob Benesty et al,

Bell Laboratories, Lucent Technology, beskriver et stereomottakingsaudiosystem som dels bruker comb-filtrering på stereoinngangssignaler for å de-korrelere kanaler som tillater raskt konvergerende adaptive algoritmer innenfor ekkokansellatormodulen. Imidlertid, som følge av den krevde kompleksiteten er det fremdeles for beregningskrevende.

Kjent teknikk kan løse stereoekkoproblemet, men den bevarer ikke den nødvendige kvaliteten for audiosignalet og i tillegg er teknikkene beregningskrevende som følge av dupliseringen av ekkobaneestimatet for andre subfunksjoner og som følge av de mer komplekse adaptive algoritmene som er nødvendig.

EP-1 052 838 beskriver et ekkokanselleringssystem hvor koeffisientene i et ekkokanselleringsfilter tilpasses ved å benytte informasjon som ligger i krysskorrelasjonen mellom kanaler i inngangssignalet, og ved bruk av spesielt utviklede, komplekse konvolusjonsberegninger.

WO-03/085645 beskriver et kodingssystem for stereoaudio. For reduksjon av bitraten ved overføring, benyttes et prediksjonsfilter for å frembringe den ene stereokanal, mens den andre stereokanalen brukes som inngangssignal til prediksjonsfilteret.

WO-03/015275 viser et adaptivt signalprosesseringssystem hvor en analysefilterbank transformerer en

primærinformasjon i tidsplanet til oversamplede subbånd-primærsignaler i frekvensplanet. En analysefilterbank transformerer et referansesignal i tidsplanet til oversamplede subbåndreferansesignaler. Signalene fra filterbankene prosesseres for å generere et forbedret utgangssignal.

Sammendrag for oppfinnelsen

Det er en hensikt ved den foreliggende oppfinnelse å skaffe til veie et system og en fremgangsmåte som minimaliserer audioekko når stereo er til stede.

Oppfinnelsen er angitt ved et system og en fremgangsmåte slik det fremgår av patentkravene.

Kort beskrivelse av tegningene

For å gjøre oppfinnelsen enklere forståelig vil en i diskusjonen som følger referere seg til de vedlagte tegninger. Figur 1 er et detaljert blokkdiagram av et konvensjonelt konferansesystemoppsett, Figur 2 viser et blokkdiagram av det korresponderende ekkokansellatorsubsystemet implementert med subbåndsprosessering, Figur 3 er et blokkdiagram av et stereoekkokansellatorsystem i henhold til teknikkens stilling, Figur 4 viser et blokkdiagram av en generell utførelse av den foreliggende oppfinnelse, Figur 5 er et blokkdiagram av en første foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, Figur 6 illustrerer frekvensresponsen for filtre brukt i den første og den andre foretrukne utførelsesformen for den foreliggende oppfinnelse, Figur 7 er et blokkdiagram av en andre foretrukket utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse, Figur 8 er et blokkdiagram for en tredje foretrukket utførelsesform ved den foreliggende oppfinnelse.

Beste modus for utførelse av oppfinnelsen

I det etterfølgende vil den foreliggende oppfinnelse bli diskutert ved å beskrive foretrukne utførelsesformer og ved å referere seg til de vedlagte tegninger. Men selv om en spesifikk utførelsesform vil bli beskrevet i forbindelse med videokonferanse og stereolyd vil en fagmann på området kunne utøve andre applikasjoner og modifikasjoner innenfor omfanget av oppfinnelsen som definert i de vedlagte selvstendige kravene.

Spesielt fremviser den foreliggende oppfinnelse et system og en fremgangsmåte for å modifisere høyttalersignalet for å tillate forbedret ekkokansellering av audiosignalet innfanget ved mikrofoner uten å forringe den opplevde stereo (eller multikanal) -lyd. Grunnideen er å slå sammen signaler fra forskjellige kanaler inn til et monokarakter-istisk signal, og samtidig opprettholde tilstrekkelig romlig informasjon for å fremskaffe inntrykk av multikanallyd på høyttaleren.

Både en generalisert versjon for multikanaltilfellet (inkludert stereo) og foretrukne utførelsesformer for stereoutførelsen introduserer vesentlig mindre opplevd forvrengning på audiosignal enn dekorrelasjonsalgoritmene i henhold til teknikkens stilling. Den bevarer den subjektive stereoopplevelsen, men samtidig ved bruk a denne oppfinnelsen er det mulig å kansellere ekko ved bruk av en monoekkokansellator og å oppnå en adekvat høy konvergenshastighet ved bruk av en beregningsmessig effektiv LMS-algoritme (mer kostbare og raskere algoritmer så som APA og RLS kan også brukes, noe som vil øke konvergenshastigheten). Derfor, sammenlignet med teknikkens stilling vil oppfinnelsen også redusere kompleksiteten ved ekkokanselleringssystemet, idet de to linjeestimeringene innefor stereoekkokansellator kan erstattes med en, vanligvis mindre kostbar enkeltlinjeestimator.

Figur 4 viser et system som illustrerer den foreliggende oppfinnelse i et generelt tilfelle.

I figur 4 gjelder følgende sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser:

Alle (venstre og høyre for stereotilfellet) høyttalersignalene passerer gjennom en

sammenslåingstransformasjon som kombinerer signalene til ett enkelt monosignal. Dette enkle kombinerte signalet brukes som referansesignal for en monoekkokansellator.

Sammenslåingstransformasjonen kan tilegnes på forskjellige måter, og både ikke-lineære og teknikker som tar hensyn til variasjon over tid kan brukes om ønskelig. Det viktige er at et enkelt referansesignal blir laget for ekkokansellatoren og at den romlige audioinformasjonen bevares.

Videre, før en presenterer signalene på høyttaleren vil det kombinerte signalet bli delt inn i et signal for hver høyttaler ved en delingstransformasjon. For et stereotilfelle vil signalet bli delt inn i en venstre og høyre kanal.

Delingstransformasjonen består av en del av ekkoresponsdelen som trenger å modelleres. Derfor må en passe på en ikke lager en transformasjon som kompliserer modelleringen. Standardekkokansellatorer vil vanligvis estimere ekkoresponsbanen ved bruk av en lineær modell, derfor vil en lineær delingstransformasjon være å foretrekke. Ekkokansellatoren må også spore en hvilken som helst endring i ekkoresponsbanen. Denne sporingen er relativt treg, noe som motiverer for bruk av en tidsuavhengig delingstransformasjon.

Sammenslåingen og delingstransformasjonen må konfigureres for å skape et sett av audiosignaler med romlig informasjon bevart, for å sikre at de sammen begrenser lydmessige artefakter som følge av transformasjonen.

Sett fra ekkokansellatorens side, når en kun oppnår et referansesignal som fullstendig representerer høyttalerlastsignalet vil signalet fremstå som mono, selv om signalet blir delt og avspilt på flere forskjellige høyttalere. Derfor, ved et godt valg av sammenslåings- og delingstransformasjonen vil et signal med subjektiv romlig informasjon kunne bli prosessert ved en

monoekkokansellator.

I figur 5 vises et generelt tilfelle av den foretrukne utførelsesform av et stereo (to-kanal) -tilfelle.

I figur 5 gjelder de samme sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser som for figur 4.

Sammenslåingstransformasjonen utgjøres av to lineære filtre HCL og HCr, en for hver kanal, og en adderer. Delingstransformasjonen utgjøres ved to andre lineære filtre HDL og HDR.

Et sett filtre som bevarer den romlige informasjonen ved kun å introdusere begrenset sanselig degradering av audiokvaliteten er to komplementære comb-filtre HCl og HCr:

HcL(f) = Kc for f e [f 2n/f 2n+ i~ >r 0 ellers, og

HCR(f) = Kc for f e [ f 2n+i# f 2n+2>, 0 ellers,

der n = 0, 1,' 2 .... og f n er et fritt valgt sett av frekvenser. Kc er en forsterkningsfaktor for å kompensere for tap introdusert ved comb-filtrering. Frekvensresponsen for de to filtrene blir illustrert i figur 6. merk at disse er ideelle filtre, noe som i praksis er vanskelig å oppnå. Men det er mulig å konfigurere filtrene slik at de blir komplementære selv om de individuelt sett ikke er ideelle.

Delingstransformasjonen har tilsvarende filtre:

HDL(f) = KD for f e [f 2n,f 2n+i>f 0 ellers, og

HDR(f) = KD for f e [f 2n+i,f 2n+2>f 0 ellers,

for dette samme sett av frekvenser f n som for sammenslåingstransformasjonen. KD er en forsterkningsfaktor for å kompensere for tap introdusert av comb-filtreringen.

Vanligvis, for å opprettholde energien gjennom system vil Kc

<*>KD vanligvis bli valgt tilsvarende 2.

Sammenslåingsfiltret fjerner halvparten av

frekvensinnholdet i hver kanal for å gjøre signalene sammenslåbare til et monosignal ved en adderer, som blir fremskaffet som referansesignalet for ekkokansellatoren. Det sammenslåtte signalet blir så delt igjen ved bruk av et delingsfilter med respektive frekvensrespons korresponderende til sammenslåingsfilterne og det resulterende høyre og venstre signal blir lastet til den venstre og høyre høyttaler.

Den fysiske fortolkning av formlene ovenfor er at noen frekvensbånd blir avspilt i den venstre høytaleren, mens de gjenværende frekvensbånd blir avspilt på den høyre høytale-ren. Ved å gjøre frekvensbåndene passende smale vil den overordnede oppfatning av audiokvaliteten og rominformasjo-nen være god ved bruk av naturlige genererte audiosignaler som ikke inneholder for mange rene enkelttoner. Dette skyldes ørets egenskaper. I tillegg, ved avspilling på et høyttalende system, vil den venstre og høyre kanal mer eller mindre adderes fullstendig før den når ørene. Monode-len (summen av høyre og venstre kanal) vil således bli blandet tilbake akustisk og vil derfor fremstå som svært lite degradert. Sidedelen (forskjellen mellom venstre og høyre kanal) vil bli mer påvirket, men erfaring har likevel vist at romoppfatningen knapt reduseres.

Som allerede nevnt er det vanskelig å fremskaffe ideelle filtre som vist i figur 6, men om de blir holdt svært nær opp til det ideelle vil delingsfiltrene kunne unnlates, og systemenes kompleksitet kan bli redusert til det ene illustrert i figur 7.

I figur 7 gjelder de samme sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser som for figur 4.

Dette avviker fra den opprinnelige strukturen som er presentert, men det vil fremdeles fungere som følge av at de komplementære filtrene sikrer at kryssbanene har en f orsterkningsf aktor lik null, dvs. Hci (f)<*>HDR(f) = 0 og Hcr(f) *HLL(f) = 0 ved alle frekvenser. Når en utelater delingsfiltrene vil selvfølgelig forsterkningsfaktoren KD måtte bli inkludert enten i sammenslåingsfiltrene eller som en forsterkning et annet sted i systemet.

Faktiske implementeringer som den beskrevet over vil bruke tilsvarende brede frekvensbånd for å unngå behovet av et antall forskjellige filtre (ensartede filtre) idet mange filterbanker, inkludert de som brukes innenfor de fleste subbåndsekkokanselatorer, ha bånd med identiske båndbred-der. Den krevde frekvensbredden derimot for hver "tann"

(tooth) for kamfiltrene er i realiteten frekvensavhengig. Lave frekvenser krever smalere "tenner" enn høye frekvenser, og for å tilpasses dette kriteriet i et ensartet kam-filter vil et upraktisk høyt antall "tenner" være nødven-dig. Vanligvis vil derimot en svært begrenset rominfor-mas jon være til stede i de lavere frekvenser. Derfor vil det være fordelaktig å avspille mono (dvs. sumsignalet) i alle (begge) kanaler ved lave frekvenser, dvs.: HcL(f) = KMC for f e [0,fi>, Kc for f e [f 2n+2, f 2n+3>, 0 ellers, og

Hcr (f) = KMC for f e [0,fi>, Kc for f e [f 2n+i, f 2n+2>, 0 ellers, og

Hdl(f) = KMD for f e [0,fi>, KD for f e [f 2n+2, f 2n+3>, 0 ellers, og

Hdr (f) = KMD for f e [0,fi>, KD for f e [f 2n+i, f 2n+2>, 0 ellers, der n = 0, 1, 2, 3, .... og f„ er et fritt valgt sett av frekvenser. Kc og KD er forsterkningsfaktorer for å kompensere for tap introdusert ved kamfiltreringen. Kc<*> KD vil vanligvis tilsvare 2 for å opprettholde forsterkningen gjennom systemet. KMC og Kmd er f orsterkningsf aktorer valgt for å opprettholde monosignalnivået, og KMc<*> KMD blir vanligvis valgt som en enhet. Den fysiske tolkningen av dette vil være at lavfrekvensdelen som blir avspilt på høytalerne er fullbåndsmonosignaler, mens ved høyere frekvenser vil de venstre og høyre signaler bli filtrert ved komplementære

kamfiltre.

Kamfiltrene beskrevet over er spesielt passende når de blir brukt sammen med en subbåndsekkokanselator. Idet analy-sefiltrene blir konstruert for å dele et fullbåndssignal inn i frekvensbånd og syntesefiltrene blir utformet for å sammenslå subbåndet tilbake til et fullbåndssignal, har subbåndskanselatoren allerede innebygget det meste av pro-sesseringsblokkene som er nødvendig for å implementere kam-filterstrukturen.

Dette er utnyttet i en foretrukket utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse illustrert i figur 8.

I figur 8 gjelder de samme sammenhenger mellom figurelementer og deres henvisningsbetegnelser som for figur 4, og i tillegg følgende:

Den venstre og høyre kanal er individuelt delt i frekvensbånd som representerer Li og Ri ved bruk av to tilfeller av analysefiltre. De to signalene blir så kombinert til et enkelt referansesignal Ci innenfor subbåndsdomenet:

Ci = KcL/i <*> Li + KCR,i <*> Ri

der KcL/i og KCr,i er vektfaktorer for henholdsvis venstre og høyre kanal, og bokstavene i angir subbåndsnumre. Signalet C blir brukt som inngang til ekkokanselatoren som høyt-talerreferansesignalet.

Før avspilling av utgangssignalet vil referansesignalet videre bli delt inn i henholdsvis nye venstre og høyre kanalsignaler Li' og Ri' :

Avslutningsvis blir disse modifiserte signaler prosessert gjennom syntesefiltre for å utgjøre fullbåndsversjoner av det samme. Denne prosessen tilfører noe forsinkelse og idet denne forsinkelsen er en del av ekkobanen, kan det være fordelaktig å forsinke referansesignalet tilsvarende for å unngå å beregne ikke-årsaksmessige filterforgreninger innenfor responsen.

For en standard kamfiltreringsstruktur blir KCL,i<*> KDL,i valgt tilsvarende 2 hvor i er oddetall, og null for i er liketall, mens KCr,i<*> KDR(i blir valgt til 0 der i er oddetall og 2 der i er liketall. Ved å kombinere lavere frekvensbånd til et monosignal som antydet over, vil det også være enkelt å tenke seg en hvilken som helst annen kombina-sjon. Sammenslåingen og delingskonstantene kan bli valgt fritt uten å bekymre seg for ekkokanselatorytelsen idet analyse og syntesefilterbankene allerede inkluderer passende skarpe frekvensbåndsoverganger. Sammenslåings-konstantene kan være tidsavhengig og/eller ikke-lineær om nødvendig mens delingskonstantene innbefattende en del av banen som skal modelleres fortrinnsvis skal holdes lineær og tidsuavhengig.

For den mer generelle tilnærmingen, dersom KCl,i<*> KDR,i = 0 og KCR,i <*> KDL,i = 0 for alle i, vil sammenslåing og de-lingsprosessen kunne bli erstattet ved enkel kopie-ring/signalruting. En subbåndskansellator modifisert for å implementere sammenslåing og delingsfilterstrukturen som dette blir også vist i figur 8. Skaleringsfaktoren som kompenserer for den tapte energien ved sletting av alle andre subbånd skal bli inkorporert i venstre/høyre analyse/syntesefiltrene eller et annet sted i systemet. Figu-ren viser tilfelle der alle like (even) bånd er ekstrahert og brukt for venstre kanal og alle odde bånd fra høyre kanal. Selvfølgelig vil den motsatte løsningen fungere like godt.

Bortsett fra sammenslåing- og delingsprosessene som begge er enkle vektormultiplikasjoner og addisjoner vil ingen nye byggeblokker bli tilføyd til en standard monosubbåndsek-kokansellator ved bruk av denne strukturen, noe som gjør bruk av denne teknikken enkel å implementere.

Sammenlignet med virkeliggjøring av stereokansellatorer ved bruk av dekorrelasjonsteknikker vil to nye syntesefiltre måtte bli tilføyd. Imidlertid som følge av en enkel refe-ransevektor vil kun ett sett av ekkobanemodeller måtte bli implementert. Prosesseringseffekten som kreves for to syntesefiltre er normalt liten sammenlignet med prosesseringseffekten som kreves for et tilleggs ekkobanemodelloppsett, derfor vil prosesseringskraften som kreves for denne tilnærming være vesentlig mindre enn for standard stereoekkokansellatorer. De lydmessige artifakter blir mindre merk-bare enn innenfor kjent dekorreleringsteknikk. Ekstrafor-sinkelse introdusert i høyttalersignalbanen kan være en ulempe i enkelte applikasjoner, mens innenfor andre applikasjoner (for eksempel videokonferanser der audiosignalet blir forsinket for å oppnå synkronisering mellom lyd og bilde) vil være ukritisk.

En av hovedfordelene ved foreliggende oppfinnelse er at den tillater å håndtere et stereoaudiosignal med en monoekkokansellator med kun enkelte mindre endringer for kansella-toren. Således vil teknikken være rask å implementere. Det vil også utnytte byggeblokkene i standard subbåndskansellatorer.

I den foreliggende oppfinnelse vil det videre kreves ve-sentlige lavere prosessorkraft enn standard stereoekkokansellator, og den tilfører mindre hørbar degradering til audiosignalet enn stereoekkokansellatorer som bruker kjente korreleringsteknikker.

Claims (16)

1. Et audiosystem ved en nærendekonferansepart konfigurert for å motta et flerkanalaudiosignal (4130) fra en fjernendekonferansepart og presentere korresponderende audio på et flertall høyttalere, innhente nærendeaudio (4006) ved en eller flere mikrofoner og sende korresponderende nærendeaudiosignaler (4005) til fjernendekonferanseparten, karakterisert ved en sammenslåingsenhet (4007) konfigurert for å sammenslå flerkanalsaudiosignalet (4130) til et monosignal der romlig audioinformasjon ivaretas, ved å tilveiebringe frekvenskomplementære filtre for flerkanalsaudiosignalene, ett for hver kanal, og ved å addere kanalene etter filtrering for dannelse av nevnte monosignal, en forhåndslastenhet (4008) konfigurert for å laste audio på et flertall av høyttalere ved å dele nevnte monosignal etterfulgt av filtrering med frekvensresponser korresponderende til nevnte frekvenskomplementære filtre, eller ved å levere flerkanalsaudiosignalet filtrert med nevnte frekvenskomplementære filtre på flertallet av høyttalere, og en monoekkokansellator (4125, 4127, 4131, 4100) som bruker nevnte monosignal som referansesignal for å generere et ekkomodellsignal som blir fratrukket fra nærendeaudiosignalet før transmisjon til fj ernendekonferanseparten.

2. Et audiosystem i henhold til krav 1, karakterisert ved at nevnte frekvenskomplementære filtre er filtre med kamfilterfrekvensresponser.

3. Et audiosystem i henhold til krav 1, karakterisert ved et første analysefilter (4125) som deler nevnte monosignal til et antall av subbåndsmonosignaler der nevnte monoekkokansellator er en subbåndsekkokansellator, et andre analysefilter (4131) som deler nærendeaudiosignalet til et antall nærendeaudiosubsignaler, der nevnte ekkomodellsignal er et subbåndsekkomodellsignal generert ved nevnte subbåndsekkokansellator, et første syntesefilter (4127) som sammenslår nevnte antall av nærendeaudio subbåndssignaler, etter subtrahering av nevnte subbåndsekkomodellsignal fra en korresponderende et av nevnte nummer av nærendeaudio subbåndssignaler og før transmisjon til fjernendekonferansedelen.

4. Et audiosystem i henhold til et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at nevnte forhåndslastenhet (4008) virker sammen med nevnte frekvenskomplementære filtre.

5. Et audiosystem i henhold til et av de foregående kravene, karakterisert ved at multikanalsignalet (4130) er et stereoaudiosignal omfattende en venstre (L) kanal (4001) og en høyre (R) kanal (4003).

6. Et audiosystem i henhold til krav 5, karakterisert ved at et første av nevnte frekvenskomplementære filtre, assosiert med nevnte L-kanal, har en frekvensrespons med følgende karakteristikker: HL(f) = Kc for fe [f 2n,f 2n+i >, 0 ellers, og et andre av nevnte frekvenskomplementære filtre assosiert med nevnte R-kanal har en frekvensrespons med følgende karakteristikker: Hr (f) = Kc for fe [f 2n+l,f 2n+2 >r 0 ellers.

7. Et audiosystem i henhold til et av de ovenstående krav, karakterisert ved at multikanalsignalet er et stereoaudiosignal omfattende en venstre (L) kanal og en høyre (R) kanal.

8. Et audiosystem i henhold til krav 7, karakterisert ved at nevnte frekvenskomplementære filtre inkluderer et respektiv venstre og høyre analysefilter, og at nevnte forhåndslastenhet inkluderer et henholdsvis venstre og høyre syntesefilter der like subbåndsfrekvenser ut fra nevnte venstre analysefilter omfatter like subbåndsfrekvensinnganger til nevnte venstre syntesefilter, og der odde subbåndsfrekvenser ut av nevnte høyre analysefilter omfatter odde subbåndsfrekvensinnganger til nevnte høyre syntesefilter, og nevnte adderer er konfigurert for henholdsvis å tilføye en like subbåndsfrekvensutgang for nevnte venstre analysefilter med en tilsvarende odde subbåndsfrekvensutgang for nevnte høyre analysefilter, for derved å skape et korresponderende subbåndsmonosignal, som omfatter nevnte monosignal som blir brukt som nevnte referansesignal skaffet til en korresponderende subbåndsmonoekkokansellator som består av nevnte monoekkokansellator.

9. En fremgangsmåte for et audiosystem ved en nærendekonferansepart som mottar et flerkanalaudiosignal (4130) fra en fjernendekonferansepart og presenterer korresponderende audio på et flertall høyttalere, innhenter nærendeaudio (4006) ved en eller flere mikrofoner og sender fjernendekonferanseparten, karakterisert ved å sammenslå flerkanalaudiosignalet til et monosignal under ivaretakelse av romlig audioinformasjon ved å filtrere flerkanalsaudiosignalet med frekvenskomplementære filtre, ett for hver kanal av flerkanalsaudiosignalet, og ved å addere kanalene etter filtrering av de frekvenskomplementære filtrene, for dannelse av nevnte monosignal, å frembringe audio på flertallet høyttalere ved å dele nevnte monosignal etterfulgt av filtrering med frekvensresponser korresponderende til nevnte frekvenskomplementære filtre, eller ved å levere flerkanalsaudiosignalet filtrert med nevnte frekvenskomplementære filtre på flertallet av høyttalere, og å bruke nevnte monosignal som referansesignal i en monoekkokansellator (4125, 4127, 4131, 4100) for å generere et ekkomonosignal som blir fratrukket fra nærendeaudiosignalet før transmisjon til fjernendekonferenseparten.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at nevnte frekvenskomplementære filtre er filtre med kamfilterfrekvensresponser.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved følgende tilleggstrinn: å dele nevnte monosignal til et antall av subbåndsmonosignaler ved et første analysefilter (4125) der nevnte monoekkokansellator er en subbåndsekkokansellator, å dele nærendeaudiosignalet til et antall av nærendeaudiosubsignaler ved et andre analysefilter (4131), der nevnte ekkomodellsignal er et subbåndsekkomodellsignal generert ved nevnte subbåndsekkokansellator, å sammenslå nevnte antall av nevnte nærendeaudiosubbåndssignaler ved et første syntesefilter (4127) etter subtrahering av nevnte subbåndsekkomodellsignal fra et korresponderende ett av nevnte antall av nærendeaudiosubbåndssignaler, og før transmisjon til fjernendekonferenseparten.

12. Fremgangsmåte i henhold til kravene 9 til 11, karakterisert ved at nevnte trinn med å å frembringe audio på flertallet høyttalere utføres av en forhåndslastenhet (4008) som samvirker med nevnte sett av filtre.

13. Fremgangsmåte i henhold til ett av kravene 9 til 12, karakterisert ved at multikanalsignalet (4130) er et stereoaudiosignal omfattende en venstre (L) kanal (4001) og en høyre (R) kanal (4003) .

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, karakterisert ved at et første av nevnte frekvenskomplementære filtre assosiert med nevnte L-kanal har en fremvensrespons i samsvar med de følgende karakteristikker: HL(f) = Kc for f e [f 2n, f2n+i >, 0 ellers, og en andre av nevnte frekvensresponser assosiert med nevnte R-kanal har følgende karakteristikker: Hr (f) = Kc for f e [f2n+i,f 2n+2 >, 0 ellers.

15. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 9-14, karakterisert ved at multikanalsignalet er et stereoaudiosignal omfattende en venstre (L) kanal og en høyre (R) kanal.

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 15, karakterisert ved at trinnet å filtrere videre inkluderer følgende tilleggstrinn: å dele nevnte L-kanal ved et venstre analysefilter til et antall venstre subbåndsfrekvensutganger og nevnte R-kanal ved et høyre analysefilter til et antall av høyre subbåndsfrekvensutganger, idet trinnet å addere inkluderer videre følgende tilleggstrinn: å sammenslå like (eng.: even) venstre subbåndsfrekvensutganger for nevnte venstre analysefilter ved et venstre syntesefilter og odde høyre subbåndsfrekvensutganger for nevnte høyre analysefilter ved et høyre syntesefilter, idet trinnet å frembringe videre inkluderer følgende tilleggstrinn: å addere en like (eng.: even) subbåndsfrekvensutgang for nevnte venstre analysefilter med en korresponderende odde subbåndsfrekvensutgang for nevnte høyre analysefilter for derved å skape et korresponderende subbåndsmonosignal, som innbefatter nevnte monosignal som blir brukt som nevnte referansesignal levert til en korresponderende subbåndsmonoekkokansellator som omfatter nevnte monoekko-kansellato