TW200931944A - A method and arrangement for echo cancellation of voice signals - Google Patents

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200931944 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於數位傳輸聲音通信中之回音刪除，其 中兩或兩個以上終端機正在通信。特定言之，本發明可用 於兩方經由行動電話傳達語音的情形。 【先前技術】 在數位聲音通信系統中，語音係在通信鏈路上於講話方 與粉聽方之終端機間傳輸《在此說明中，行動終端機係在 ® 行動通信系統内彼此通信。然而，終端機可係具有麥克風 及杨聲器而用於數位傳輸語音通信的任何類型之終端機。 另外，聲音通信系統可係任何類型之系統，其中兩或兩個 以上方正在藉由數位傳輸編碼聲音信號傳達其語音例如 無線或非無線電話系統、會議電話系統、建築物内之入口 電話系統、對講機等。 參考圖la，彼此講話的兩個人1〇〇及1〇8分別使用終端機 • 102及106，其橫跨通信鏈路1〇4以數位方式發射語音信 號。各終端機具有麥克風及揚聲器。當人1〇〇在終端機1〇2 之麥克風内講話時，他或她的語音係橫跨通信鏈路1〇4傳 輸，並且從終端機1〇6之揚聲器發射。從揚聲器發射之語 音係藉由終端機106之麥克風與人1〇8之語音一起拾取從 而產生至相對終端機1〇2之組合信號。此組合信號係橫跨 通信鏈路104傳輸至終端機1〇2，其中人1〇〇在他或她的揚 聲器内聽見其β 在此程序中，在終端機102將藉由終端機102之麥克風拾 135540.doc 200931944 取的語音轉換為數位信號，然後在藉由終㈣Π)6之揚聲 器作為語音發射前，於終端機1〇6轉換回至類比信號。相 應地’在終端機106將藉由終端機106之麥克風拾取的語音 轉換為數位信號，其係在藉由終端機1〇2之揚聲器作為= • 音發射前，於終端機102轉換回至類比信號。 在從終端機102之麥克風至終端機106之揚聲器的傳輸期 間由於在終鈿機102及106兩者内以及在存在於通信鏈路 〇 ι〇4上的任何中間路由器、閘道器等内的信號之數位處 理，並且由於傳播路徑延遲，使語音加以延遲。例如，此 類程序係類比至數位或數位至類比轉換（分別係A/D及 D/A)、語音編碼、語音緩衝、或與語音通信相關聯的任何 其他數位程序。來自終端機102之揚聲器的重製語音信號 係由於上述轉換、處理、及傳播而延遲。圖lb顯示進入終 端機102之麥克風直至藉由終端機1〇2之揚聲器發射的語音 之總延遲E>Tota丨如何基本上包括圖1&内亦指示的以下七個部 ❹ 分：Di ’其源自終端機102處的A/D轉換及信號處理； D2，其源自通信鏈路1 〇4上之信號處理及傳播路徑延遲； D3 ’其源自終端機1〇6處之D/A轉換及信號處理；d4，其 源自從終端機106之揚聲器至終端機106之麥克風的語音傳 ‘播；Ds ’其源自終端機1〇6處之a/D轉換及信號處理； D6 ’其源自通信鏈路1〇4上之信號處理及傳播路徑延遲； 以及D7 ’其源自終端機ι〇2處之d/a轉換及信號處理。結 果’使用終端機102之人1〇〇聽見作為延遲回音的他或她自 己的語音’其自然係感知為干擾。通常，感知回音之延遲 135540.doc 200931944 DT〇ta丨係在30至500 ms之範圍内。 為減小數位聲音通信系統内之回音，目前一般應用兩種 方法’其稱為回音抑制及基於線性濾波之回音刪除。 回音抑制器 回音抑制器係通常用於行動終端機内，例如終端機1 〇2 及106，當谓測到存在回音時其暫時阻擋至通信鏈路1〇4的 輸出信號之頻率。常見回音抑制器係非線性處理器NLP。 為決定回音何時存在並且用於哪些頻率，終端機1〇6内之 NLP接收關於通信鏈路χ 04上之傳入信號的頻率之資訊。 其亦接收關於終端機106之麥克風信號之頻率的資訊。終 端機（例如102及106)決定其當前係語音發送還是語音接收 方。若終端機106決定其係語音接收方，其暫時阻擋在終 端機106之麥克風信號内及通信鏈路ι〇4之傳入信號内相同 的頻率於通信鏈路104上傳送至相對終端機102。同樣，若 終端機102決定其係接收器，其暫時阻擋在終端機1〇2之麥 克風信號内及通信鏈路104之傳入信號内相同的頻率於通 信鏈路104上傳送至相對終端機1〇6。 或者’终端機内之NLP可係設計成用以偵測何時回音支 配終端機之使用者之語音，並且阻擋該等頻率。 回音抑制器之優點係對於受阻擋頻率幾乎無剩餘回音。 然而，也存在一些缺點：暫時阻擋背景聲音内之頻率，從 而產生自然性損失。在雙對話中，當兩個人同時講話時， 暫時阻擋一方之語音内的頻率，其亦影響另一方之發射語 音0 135540.doc -9- 200931944 基於線性波波之回音刪除器 通常’基於線性濾波之回音刪除器亦係用於行動終端機 内，例如終端機1〇2及106。因此，終端機1〇6内的基於線 性濾波之回音刪除器估計源自人1〇〇之語音的終端機106之 麥克風信號之部分，其係藉由終端機106之揚聲器發射， 並且將其從欲發射回至終端機1〇2之信號中減去。為估計 浯音之回音，使用一數位濾波器。基於線性濾波之回音刪 ❹ 除器的一優點係其保留語音之自然性，因為其不會阻擋來 自彦景聲θ或其他講話方之頻率。然而，基於線性遽波之 回音删除器亦具有一些缺點：由於數位濾波器未完全模型 化回音，其可留下明顯剩餘回音，並且需要大量處理容量 以實現充分回音減小。 為k供所需處理容量之估計，給出以下範例： 計算速率C係取樣頻率f及濾波器長度1之乘積，即 1其中’慮波器長度1係取樣頻率f及回音延遲t之乘 ❹ 積1 f x t換s之，C=f2 x t。對於100 ms之回音t及8 kHz 之取樣頻率f，計算速率c係每秒80〇〇2Ηζχ〇」s=64百萬運 算（MOPS)。對於16 kHz，需要25 6 M〇ps。對於32服， 需要102.4 MOPS;以及對於48_，需要23〇4M〇ps。 组合 回曰抑制器及基於線性遽波之回音刪除器因此均與一些 缺點相關_ ’所以大多使用兩種技術之組合，其係料^ 用以組合優點並且避免缺點。下 t , 下文中，術語"回音刪除器” 指基於線性濾波之回音刪除考斑 j昧盗興回音抑制器或無回音抑制 135540t(Joc 200931944 器之任何組合。 參考圖2，現在簡要說明回音刪除器之典型設計的範 例。回音刪除器係放置於由人21〇在與相對終端機（未顯示） 之聲音呼叫期間使用的終端機200内。通信鏈路2〇2上之傳 入信號係藉由D/A轉換器204轉換為類比聲音信號，其係藉 由終端機200之揚聲器2〇6發射。終端機2〇〇之麥克風之口因 •此接收人210之語音及相對終端機之語音，其係從揚聲器 206發射並且受終端機2〇〇之環境2〇8影響。a/d轉換器 ® 從麥克風212取得信號作為輸入，並輸出表示麥克風信號 之數位信號至減法器218。 回音刪除器亦包括一適應性數位濾波器216，其從相對 終端機接收來自通信鏈路202之傳入信號，且濾波器216亦 從減法器218接收輸出信號，以及產生輸出信號。來自回 音刪除器之輸出信號係作為輸入信號饋送至減法器218。 接著在減法器218處，從經A/D轉換之信號減去來自濾波器 ❹ 216之輸出信號。因此，來自減法器218之輸出信號表示經 A/D轉換之麥克風信號與來自濾波器216之輸出信號間的差 異。根據终端機200之經A/D轉換之麥克風信號動態地決定 (調適）濾波器216之濾波器係數，即連續更新濾波器係數。 -因為終端機200之環境208改變，故需要連續更新。濾波器 216處理在通信鏈路2〇2上接收之信號。因此，來自濾波器 216之輸出信號表示來自A/D轉換器214之輸出信號之部分 的估計’其源自終端機200之揚聲器206。將藉由減法器 218，從來自A/D轉換器214之輸出信號減去該等估計信 135540.doc 200931944 號’以實現充分回音刪除。來自減法器218之輸出信號在 傳輸至相對終端機（未顯示）前係藉由非線性處理器 (NLP)220最終處理，以抑制任何剩餘回音。 參考圖3，說明回音刪除器之另一熟知設計。將此回音 刪除器放置於藉由人310操作之終端機3〇〇内。基本上，將 傳入通信鏈路302上之信號分割成複數個頻帶，其係在一 起組合成複合信號前個別地處理。 藉由若干渡波器304a、304b、…、304η及314a、 314b.....3 14n分別將通信鏈路302上之信號及來自麥克 風312之信號分割成複數個頻帶i、2.....N。在藉由揚聲 器發射通信鏈路302上之信號前，其係藉由d/a轉換器（未 顯示）轉換為類比語音信號，而在已藉由麥克風312接收發 射之聲音後，其係藉由A/D轉換器（未顯示）轉換。藉由揚 聲器306發射之語音由人310聽見，並且亦由麥克風312拾 取，受終端機300之環境308影響。 對於藉由個別濾波器對304a/314a、304b/314b..... 3 04η/3 14η濾波之各頻帶，一回音控制單元316在個別頻帶 上實行回音刪除，如上所述《接著藉由個別濾波器318&、 318b.....31 8n濾波各頻帶’並按上述方式藉由NLP 320 抑制回音。最後，在傳輸至相對終端機（未顯示）前，於 NLP 320内將經濾波及回音抑制之頻帶組合成複合信號。 所說明之回音刪除器的優點係所需處理容量將減小，因 為當將欲刪除回音之信號分割成分離頻帶時取樣速率可減 小。隨著樣本速率減小，所需處理容量隨樣本速率減小之 135540.doc 12 200931944 平方降低。以下範例將顯示用於上述回音刪除器之計算速 率C如何減小： 如上所述，用於計算速率之公式係定義為c=f2xl。對於 取樣頻率f=20 kHz及回音延遲1=1〇〇 ms，計算速率c係

❹ 2_2HZX(U s=4〇M〇p。若相反地將信號分割成斗個分 離頻帶，其各具有取樣頻率5 kHz，用於各頻帶之計算速 率C係50002 HzxO.i s=2.5 M〇ps。對於總共4個頻帶，計 算速率Ctot則係4x2.5 M〇PS=1〇.〇 M〇ps。因此將欲刪 除回音之信號分割成4個頻帶將計算速率從4〇 M〇ps減小 至10 MOPS，即總計算速率減小4倍。 回音刪除器之另-優點係不同基於線性濾波之回音刪除 器可用於個別頻帶。例如，若大部分回音存在於較低頻率 範圍内’而少量存在於較高頻率範圍心則產生小量剩餘 回音的複雜回音刪除器可用於較低頻率範圍，並且較簡單 回音刪除器可用於較高頻率範圍。然而，所說明之回音刪 除器的缺點係將頻帶組合成可接受複合信號之程序較複 雜。 因此’存在與上文概述之現有解決方案相關聯的某歧間 題。即使採用回音抑制器斑其 與基於線性濾波之回音刪除器的 '且口，考慮到終端機之有限處 ,..^ Λ 奋重用以設計從基於線 性濾波之回音刪除器產生小至 剩餘回立之# w & 足乂藉由回音抑制器抑制的 东J餘口曰之裝置而不損失所 立 題。 s仏唬之自然性係一問 用於 另-問題係在具有頻帶分割回音刪除器的情況中， I35540.doc -13. 200931944 頻帶之概要功能的設計非常複雜。例如，此係由於用於頻 帶之慮波器特性在實務中不理想並且將複數個不同回音控 制單元用於個別頻帶的事實。 【發明内容】 本發明之一目的係解決上文概述之問題的至少一些。另 卜本發月之目的係、提供用於在通信鏈路上之聲音通信 期間致能需要減小數眚夕_畑六I^" 兄j致置之處理容量的通信終端機内之回音 ❹ ❹ 之有效刪除的解決方案。 可藉由如隨附獨立項之方法及裝置獲得該等目的及其他 方面。 依據一態樣，提供-種用於在與-相對方之聲音呼叫期 間刪除通信終端機内之回音的方法。該通信終端機包含一 揚聲器、-麥克風、及一回音刪除單元。當刪除回音時， 回音刪除單元從㈣方純語音信號難麥克風接收語音 :號。將麥克風信號饋送至第一及第二分支，其中根據來 相對方之已接收語音信號及已接收麥克風信號在第—分 支内產生麥克風信號内之回音資訊的第一估計。最後，從 饋送至第二分支内之信號減去估計，其產生欲發射至相對 方之回音刪除語音信號。當產生第―估計時，㈣向下取 !二1向下取樣第一分支内之已接收麥克風信號，並採 向下取樣因數i向下取樣來自相對方之已接收語音 …。藉由數位濾波器濾波來自相對方的向下立 信號，從而產生一第二估計 衣之 按者稞用等於向下取樣因數 1向上取樣因數i向上取樣第二估計，從而形成第一估 135540.doc 200931944 計。 ❹

依據另-態樣’提供—種在通信終端機内用於在與一相 對方之聲音呼叫期間删除回音的配置。該通信終端機包含 揚聲器纟克風、及-回音刪除單元。回音刪除單元 係調適成用以從相對方接收語音信號並從麥克風接收語音 信號。回音刪除單元包含第一及第二分支，其中第一分支 係調適成用以接收麥克風信號並根據來自相對方之已接收 語音信號及已接收麥克風信號產生麥克風信號内之回音資 訊的-估計。第：分支係調適成用以接收麥克風信號並 且減法器係調適用以成從第二分支内之信號減去產生之估 計。回音刪除單元進一步包含第一向下取樣器其係調適 成用以採用-向下取樣因數i在第一分支内向下取樣已接 收麥克風信號；以及第二向下取樣器，其係調適成用以採 用相同向下取樣因數i向下取樣來自相對方之已接收語音 信號。另夕卜’回音刪除單元包含一數位濾波器，其係調適 成用以從相對方濾波向下取樣之語音信號，以產生第二估 計；以及向上取樣器，纟係調適成用以採用等於向下取樣 因數i之因數i向上取樣第：估計，從而產生第—估計。根 據來自該相對方之向下取樣之語音信號及向下取樣之麥克 風信號實行回音刪除可需要該通信終端機之一較小數量之 處理容量，同時仍產生一足夠高品質之回音刪除。 依據另一態樣，提供一種用於在與一相對方之聲音呼叫 期間刪除通信終端機内之回音的方法1通信終端機包含 一揚聲器、一麥克風'及一回音刪除單元。當刪除回音 135540.doc •15· 200931944 時’回音刪除單元接收關於通信終端機之當前可用處理容 量的資訊’根據當前可用處理容量選擇適當回音刪除程 序，並且應用選定回音刪除程序。回音刪除程序係選自回 音刪除單元内之複數個可選擇回音刪除程序。另外，回音 刪除程序包含以下步驟：向下取樣通信鍵路内之傳入語音 信號，在適應性濾波器内濾波向下取樣之信號，向上取樣 經濾波信號，以及從來自麥克風之語音信號減去向上取樣 之信號。 ❹

依據另一態樣，提供一種在通信終端機内用於在與一相 對方之聲音呼叫期間刪除回音的配置。通信終端機包含一 容量指示器，其係調適成用以指示通信終端機之當前可用 處理令量，一控制單元，其係調適成用以根據當前可用處 理今量選擇一可用回音刪除程序；以及一回音刪除單元， 其係調適成用以應用選定回音刪除程序。另外，回音刪除 程序包含以下步驟：向下取樣通信鏈路上之傳入語音信 號，在適應性滅>皮器内遽波向下取樣之㈣，向上取樣經 遽波信號，以及從來自麥克風之語音信號減去向上取樣之 信號。由於通信終㈣之當前可㈣理容量改變回音刪除 程序可導致通信終端機之處理容量的靈活及有效使用。 上述通信終端機内之方法及配置的不同具體實施例均有 可能。例如，回音刪除單元可從複數個值選擇向下取樣及 向上取樣因數i，纟中該等值之每—者表示一分離可用回 音刪除程b可根據通信終端機之可用處理容量選擇回音 刪除程序。在從㈣減去第—估計前，可將第二分支内之 I35540.doc -16- 200931944 信號延遲時間t，其係等於在估計之產生中引入的 =數位遽波器可係適應性，並且向下取樣之麥克風；號 可用於調適濾波器。回音抑制器可係調適用於抑 音刪除單元的任何剩餘回音。 從實施方式可明白本發明之其他特徵及好處。 f實施方式】 簡言之，本發明提供—解決方案，其中_聲音心 機在與相對終端機之語音通信期間，可於發射信號至相 效地實現麥克風信號之回音刪除，並且需 路上㈣理"量。藉由向下取樣來自相對終端機之通信鏈 的傳入語音信號’在適應性遽波器内據波向 信就’以及向上取樣來自適應性據波器之輪出信號 包含回音資訊之大部分之麥克風信號之部分的 後，從麥克風信號減去回音估計。 a 。最 ❹ 二US供:解決方案’其中一聲音通信終端機在與 機之“通信期間，可偵測其自身之當 谷里，並且根據偵測之處理容 程序調整至镝-妻&“ 曹將其自身之回音刪除 該容* 當測可用處理容*，並|根* 序。接著’终端機檢査* 疋金興已决定者相同。若程序不相你 :已決定者取代程序，並且繼續接收關於當前：用處= 篁之資訊。另一方面，若程序相同，則不需要 谷 且終端機繼續純關於#前 ， 戎去+ 篁之資訊。 —，亦可能使用上述回音刪除方法，而不論終端機之 135540.doc 200931944 可用處理容量，即無需根據當前使用處理容量調整回音刪 除程序。 ❹

整個此說明中’術語"語音"指任何形式之聲音。"回音 刪除器"可係基於線性濾波之回音刪除器與回音抑制器或 無回音抑制器之任何組纟。術語"麥克風信號内之回音資 訊"係源自揚聲器之已接收麥克風信號的部分。在以下範 例中，假定FIR-NLMS(有限脈衝回應_正規化最小均方）用 作用於估計之遽波方法。“，較器亦可使用其他適當 適應性或非適應性方法’例*NLMS(正規化最小均方）、 RLS(遞迴最小平方）、LS(最小平方）等。 參考圖4,現在說明用於回音刪除之配置的具體實施 例。藉由人4H)在與相對終端機（未顯示）之聲音呼叫期間使 用終端機彻。藉由D/A轉換㈣4將到達通信鍵路術上之 傳入數位語音信號轉換為類比聲音信號，其係藉由終端機 彻之揚聲器4〇6發射。終端機彻之麥克風412接收人彻 ::音及來自相對終端機之語音兩者，其係從揚聲請 發射並且受終端機彻之環境4〇8影響。藉 將來自麥克風412之麥克風信號轉換為數位㈣。終_ 亦包括回音刪除早以16，其從相對終 鍵路術之信號作為輸人，且純_機_^= 取得經A/D轉換信號，並且產生輸出信 號在傳輸至相對終端機(未顯示：係：輸：仏 __進-步處理，《(例如)抑制=== 音刪除單元416可應用複數個可選 135540.doc 200931944 416b、…，其係根據終端機4〇〇之當前可用處理容量選 擇。回音刪除程序416a、416b、…需要不同數量之可用處 理容量。 例如，若偵測到一較大當前可用處理容量，將使用需要 較多處理容量的較嚴格回音刪除程序。另一方面當偵測 到較小當前可用處理容量時，將使用需要較小處理容量的 較不嚴格回音刪除程序。 容量指示器418指示終端機400之當前可用處理容量，並 〇 且將此值作為輸入提供至控制單元420。可用處理容量由 於終端機内之不同進行中程序而改變。容量指示器々Η監 視終端機410之-或多個處理器（未顯示）以接收當前可用處 理容量之資訊。 控制單元420接著相應地選擇適當回音刪除程序“Μ、 416t>.....並且亦提供關於選定回音刪除程序416a、 4i6b、…之資訊至NLp 422，其根據選定回音刪除程序 Q 16b 調整其演算法。本發明之一優點係可因當 前可用處理容量調整回音刪除程序。換言之當僅小量處 理合里用於終端機4〇〇内之其他處理時，終端機4〇〇之更多 處理谷量可用於回音刪除，從而產生較佳回音刪除。另一 方面’當終端機彻之更多處理容量需要用於其他處理 時’可使用需要較少容量之程序從而仍產生充分回音刪 除。依此方式，可最彳去彳μ & J玻佳化语音品質’而.不會折衷終端機 4〇0内之其他活動的處理要求。下文根據圖6說明此-程序 之範例’其需要較少處理容量但仍產生充分回音刪除。實 135540.doc 200931944 務中’ NLP係用於抑制來自回音刪除單元4ΐ6之 内的任何剩餘回音。然而，其他電路 "/ 铃㈤立。你说* 略Η用於移除潛在剩 、9 ' 產生少量剩餘回音的回音刪除單元，可排 除NLP。因此，NLp對本發明係可選而非必要物。 ❹ Ο 參考圖5,其解說具有在藉由使用者操作之通信終端機 内執行的步驟之流程圖’現在說明根據另一具體實施例選 擇回曰刪除方法之程序。終端機能夠根據當前可用容量使 用不同回音刪除程序。纟第—步驟卿中，或多或少係從 容量指不器或類似物連續接收可用處理容量之指示。在下 -步驟5G2中’根據可用處理容量選擇適當回音刪除程 序在下步驟504中，根據目前應用之回音刪除程序及 在步驟502中選擇之回音刪除程序係相同還是不同，決定 是否應更新程序。若當前應用選定回音删除程序，則不需 要更新回曰刪除程序’並且程序返回步驟則以繼續接 收終端機之可用處理容量的指示。若相反當前未應用選定 :θ刪除程序’在步驟5〇4中決定更新回音刪除程序。接 著在步驟506中，藉由選定回音刪除程序取代當前應用 < Θ a删除程序Q在可選下一步驟則中，若使用則亦 可相應地更新NLP之演算法。最後，程序返回至步驟 〇〇並且繼續接收終端機之可用處理容量之指示。 參考圖6，現在進—步參考圖4說明回音刪除單元之具體 實施你]回曰刪除單元60〇(在圖4中亦稱為416)能夠應用複 數個可選擇回音蜊除程序416a、416b、…。當應用特定回 音刪除程序時，阳立， U曰刪除單元600將如下工作：回音刪除 135540.doc •20- 200931944 單元從傳入通信鏈路402取得語音信號作為輸入6〇2，並且 從A/D轉換器414取得輸出信號作為輸入612。單元6〇〇將其 輸出624之信號作為輸入饋送至^^匕卩422。將輪入612之傳 入信號饋送至兩個分支内，即估計分支6〇8及語音分支 610 〇 分別藉由向下取樣器604及614採用因數i向下取樣輸入 602及612之輸入信號。向下取樣因數丨可係整數值（2、3、 4.....n)，例如從24 kHz至12 kHz之向下取樣因數2，或 者從24 kHz至8 kHz之向下取樣因數3。然而，向下取樣因 數i亦可係任何其他適當值，例如十進數。用於向下取樣 因數i之各值表示分離回音刪除程序。 單元600具有數位濾波器606，其從向下取樣器604取得 輸出彳§號作為輸入’並產生向下取樣之回音估計。數位遽 波器係根據來自減法器616之輸出加以調適，來自向下取 樣器614的向下取樣之輸出信號係作為輸入饋送至該減法 器。遽波器606内之渡波器係數係從輸入動態地決定，並 且由於終端機400之變化環境而連續更新。濾波器處理來 自向下取樣器604之輸入信號’從而產生源自終端機4〇〇之 揚聲1§406的輸入612之信號之部分的估計，並且該等信號 受終端機400之環境影響，採用向下取樣因數向下取樣。 將該等向下取樣之估計信號作為輸入信號饋送至減法器 616’並且亦饋送至向上取樣器618。向上取樣器618採用 實行向下取樣操作所用之相同因數i向上取樣輸入信號。 來自向上取樣器618之輸出信號係源自終端機4〇〇之揚聲器 135540.doc 21 200931944 406的輸入612上之麥克風信號之部分的估計。該等麥克風 信號受終端機400之環境影響。 由於終端機400之可用處理容量，可藉由改變向下取樣 因數i調整用於回音刪除之所需處理容量。向下取樣及向 上取樣操作兩者均係採用此因數i實行。較高向下取樣因 數i需要較小數量之處理容量，並且較低取樣速率需要較 ’ 大數量之處理容量。 然而，由於向下取樣及向上取樣以及估計回音之程序内 的可能延遲，估計分支608内的輸入612之信號之處理導致 延遲。因此，在語音分支61〇内，延遲電路62〇係調適成 用以取得輸入612之信號作為輸入，並產生與估計分支6〇8 内相同之延遲。來自向上取樣器618之輸出信號係作為第 輸入饋送至減法器622，並且來自延遲電路620之輸出信 號係作為第二輸入饋送至減法器622。減法器622從其第二 輸入之信號中減去其第一輸入之信號，即從語音分支61〇 ❹ 之輸出信號中減去估計分支608之輸出信號，從而在其輸 出產生回音減小信號624。最後，將該等回音減小信號作 為輸入饋送至NLP 422。 其他可選擇回音刪除單元可係任何適當回音刪除單元並 且在此說明中未詳細定義。 藉由本發明，獲得用於回音刪除之一靈活方法，其最佳 化語音品質而不會折衷終端機内其他活動之處理要求。使 用上述解決方案’可針對其中存在回音之大部分的較低頻 率範圍實行回音刪除。另外，不需要將頻率範圍組合成複 135540.doc •22- 200931944 合信號，其S其他情況中複雜並且需要大量處理容量。 雖然已參考特定示範性具體實施例說明本發明，該說明 一般僅係意欲解說發明概念，而不應視為限制本發明之範 缚。儘管當說明上述具體實施例時全文中已使用行動終端 機或行動電話’可按所說明t方式使用用讀位通信鏈路 上之聲音通信的任何其他終端機。儘管在本文之具體實施 例中使用方法FIR-NLMS，任何其他適當適應性或非適應 性濾波方法亦可用於估計麥克風信號之回音。 © 本發明一般係藉由以下獨立項來定義。 【圖式簡單說明】 上文已藉由示範性具體實施例並參考附圖詳細說明本發 明，其中： 圖la係解說兩個人在數位通信鏈路上的終端機内講話之 情況的基本概觀。 圖lb係解說通常發生於數位通信内之回音的不同時間延 ©遲部分之圖式。 圖2係解說依據先前技術的回音刪除器及回音抑制器之 組合的方塊圖。 圖3係解說依據先前技術的頻帶分割回音刪除器及回立 抑制器之另一組合的方塊圖。 圖4係解說依據一具艎實施例的回音刪除器及回音抑制 器之組合的方塊圖。 圖5係解說根據另一具體實施例用於控制回音刪除器 方法的流程圖。 135540.doc -23· 200931944 圖6係解說根據另一具體實施例之回音刪除單元的方塊 圖。 【主要元件符號說明】

100 人 102 終端機 104 通信鏈路 106 終端機 108 人 200 終端機 202 通信鍵路 204 D/A轉換器 206 揚聲器 208 環境 210 人 212 麥克風 214 A/D轉換器 216 適應性數位濾波器 218 減法器 220 非線性處理器（NLP) 300 終端機 302 通信鏈路 304a 濾、波器 304b 濾波器 304η 遽波器 135540.doc •24- 200931944

306 揚聲器 308 環境 310 人 312 麥克風 314a 滤波器 314b 滤波器 314n 遽波器 316a 回音控制1 316b 回音控制2 316n 回音控制N 318a 滤波器 318b 濾波器 318n 濾波器 320 NLP 400 通信終端機 402 通信鏈路 404 D/A轉換器 406 揚聲器 408 環境 410 人 412 麥克風 414 A/D轉換器 416 回音刪除單元 416a 回音刪除程序 135540.doc -25- 200931944 416b 416η 418 420 422 600 602 604 〇 606 608 610 612 614 616 618 620 622 624 回音刪除程序 回音刪除程序 容量指示器 控制單元 非線性處理器（NLP)/回音抑制器 回音刪除單元 第二輸入 向下取樣器 數位濾波器 估計分支/第一分支 語音分支/第二分支 第一輸入 向下取樣器 減法器 向上取樣器 延遲電路 減法器 輸出/回音減小信號 135540.doc -26-

Claims (1)

1. 200931944 十、申請專利範固： 種在與相對方之一聲音呼叫期間刪除一通信終端機 (400)内之回音的方法該終端機（4〇〇)包含一揚聲器及 麥克風’該方法包含以下藉由該終端機（400)内之一回 音刪除單元（416、600)執行之步驟·· ^在該回音刪除單元（600)之一第一輸入（612)上，從該 • 麥克風接收語音信號， b)將已接收麥克風信號饋送至一第一分支（608)及一第二 © 分支（610)内， C)在該回音刪除單元（600)之一第二輸入（602)上，從該 相對方接收語音信號， d) 根據來自該相對方之該等已接收麥克風信號及已接收 語音信號’在該第一分支（608)内產生該等麥克風信號 内之一回音資訊之一第一估計， e) 實行一減法，其中從饋送至該第二分支（61〇)内之該等 信號減去已產生之第一估計，以及 0從該回音刪除單元（416、600)輸出來自該減法之結 果， 其中產生一第一估計之該步驟進一步包含以下子步驟： •採用一向下取樣因數i，在該第一分支（6〇8)内向下取 樣該等已接收麥克風信號， •採用該向下取樣因數i’從該相對方向下取樣該等已接 收語音信號， •藉由在一數位濾波器（606)内從該相對方濾波向下取樣 135540.doc 200931944 之語音信號’產生該等麥克風信號内之該回音資訊之 一向下取樣之第二估計，以及 •藉由採用等於該向下取樣因數i之一向上取樣因數i， 向上取樣該第二估計來產生該第一估計。 2. 如請求項1之方法’其中該向下取樣及向上取樣因數i係 選自複數個值，其中該等值之每一者表示一分離可用回 音刪除程序（416a、416b.....416η)。 Ο ❷ 3. 如叼求項2之方法，其中該可用回音刪除程序（416a、 416b.....416n)需要該終端機（400)之不同數量之處理 谷量’且該回音刪除程序（416a、416b、…、416η)係根 據該終端機（400)之當前可用處理容量而選擇。 4. 如請求項3之方法，其中選擇回音刪除程序之該步驟進 一步包含若一當前使用回音刪除程序與該選定回音刪除 程序不相同，則以該選定回音刪除程序取代該當前使用 回音刪除程序。 5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中在步驟勻内之該減 法前，將饋送至該第二分支（610)内之該等信號延遲一時 間t，該時間t係等於在該第一估計之產生中引入的時間 延遲。 6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該數位濾波器（6〇6) 係適應性的，且向下取樣之麥克風信號與該第二估計之 間的差異係用於調適該濾波器（6〇6)。 7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中藉由一回音抑制器 (422)抑制來自該回音刪除單元（416、600)之輸出信號内 135540.doc -2- 200931944 的任何剩餘回音。 8.:種在一通信終端機_)内之配置，其用於在與一相對 :之一聲音呼叫期間，於傳輸語音信號至該相對方前删 除回音，該配署^7在 〆配置包含一回音刪除單元(416、6〇〇)，其具 有· 、/、 4 一第—輸人（612)，其經調適以從該終端機（彻）之一 麥克風（412)接收語音信號， b)-第二輸入（6〇2)，其經調適以從一相對方接收語音信 號， 〇一第一分支（608)，其經調適以在該第一輸入（612)上 接收該等麥克風信號，且根據來自該相對方之該等已 接收麥克風信號及該等已接收語音信號，產生該等麥 克風信號内之一回音資訊之一第一估計， d) -第二分支(610)，其經調適以在該第一輸入(612)上 接收該等麥克風信號，以及 ❹ e) -減法H(622)，其經調適以實行_減法，其中在從該 回音刪除單元(416、600)輸出前，將從該第二分支 (610)之該等信號減去產生於該第—分支内剛之該 第一估計， 其中該回音刪除單元（416、600)亦包含： •-第-向下取樣器（614)’其經調適以採用一向下取樣 因數i向下取樣該第-分支(608)内之該等已接收麥克 風信號， •-第二向下取樣器（604)，其經調適以採用該向下取樣 135540.doc 200931944 因數i向下取樣來自該相對方之該等已接收語音信號， •一數位濾波器（606) ’其經調適以藉由從該相對方濾波 該等向下取樣之語音信號，產生該等麥克 該回音資訊之-第二估計，以及 號内之 •一向上取樣器（618) ’其經調適以藉由採用等於該向下 取樣因數i之一向上取樣因數i，向上取樣該第二估計 來產生該第一估計。

   θ 9. 如請求項8之配置，其中該向下取樣i係選自複數個值， 其中i之各值表示一分離可用回音刪除程序（416旺、 416b、·.·、416η) ° 10. 如請求項9之配置’其包含一容量指示器(4l8)，其經調 適以指示該終端機（4〇0)之該當前可用處理容量；以及一 控制單元（420) ’其經調適以根據指示之當前可用處理容 量選擇該等可用回音刪除程序（416a、416b.....4ι6η) 之一者’該等可用回音刪除程序（416a、416b..... 416η)需要該終端機（4〇〇)之不同數量之處理容量。 11. 如請求項10之配置’其中該控制單元（42G)亦經調適成若 §則使用回g刪除程序與該選定回音刪除程序不同， 則以該選定回音刪除程序（416a、41讣.....416n)取代 該當前使用回音刪除程序（416a、416b.....“Μ)。 12. 如請求項8至η中任—項之配置，纟包含該第二分支内 (610)之-延遲電路（62〇)，其經調適以在步驟内之該減 法前’將該等已接收麥克風信號延遲-時間t，該時間t 等於在該第一估計之該產生中引入之該時間延遲。 135540.doc 200931944 13·如請求項8至12中任一項之配置’其中該數位濾波器 (606)係根據該等向下取樣之麥克風信號與該第二估計間 之該差異來調適。 14. 如請求項8至13中任一項之配置，其包含經調適以抑制 來自該回音刪除單元（416、600)之該等輸出信號内之任 何剩餘回音之一回音抑制器（422)。 15. —種用於在與一相對方之一聲音呼叫期間刪除一通信終 端機（400)内之回音的方法，該終端機（4〇〇)包含一揚聲 器及一麥克風，該方法包含以下藉由該終端機（4〇〇)内之 一回音刪除單元（416)執行步驟： a) 接收關於該終端機（4〇〇)内當前可用之該處理容量的資 訊， b) 根據該當前可用處理容量選擇一適當回音刪除程序 (416a、416b、…、416η)，以及 C)應用該選定回音刪除程序（416a、416b.....416η)， 其中該回音刪除程序係選自該回音刪除單元（4ΐ6)内之複 數個可選擇回音刪除程序，該回音刪除單元經調適以使 用不同回音刪除程序，以及 該回音刪除程序進一步包含以下子步驟： •在通彳5鏈路上，向下取樣傳入回音信號， •在一適應性渡波器H皮該等向下取樣之信號， •向上取樣藉由該適應性濾波器濾波之該等信號，以及 •從來自轉克風之語音錢減去該等向上取樣之信 號。 135540.doc 200931944 16_如請求項15之方法，其中步驟b)進一步包含若一當前使 ° 9刪除程序與該選定回音刪除程序不同’則以該選 疋回音冊】除程序（416a、416b.....416η)取代該當前使

   以下步驟： ^在該回音刪除單元（600)之一第一輸入（612)上，從該 麥克風接收語音信號， b)將該等已接收麥克風信號饋送至一第一分支（608)及一 第二分支（610)内， C)在該回音刪除單元（600)之一第二輸入（602)上，從該 相對方接收語音信號， d) 根據來自該相對方之該等已接收麥克風信號及該等已 接收語音信號，在該第一分支（608)内產生該等麥克風 信號内之一回音資訊之一第一估計， e) 實行-減法，其中從饋送至該第二分支（㈣）内之該等 麥克風信號減去該已產生之第一估計， f)從該回音刪除單元，輪出來自 輪出來自該減法之該結果。

   〜蝴7鄉逛一芡巴含以下子步驟： •藉由一因數i，在該第—分 分支（608)内向下取樣該等 135540.doc 200931944 接收麥克風信號， •藉由該因數：，從該相對方向下取樣該等已接收信號， •藉由在一數位濾波器（606)内，從該相對方濾波該等向 下取樣之語音信號，產生該等麥克風信號内之該回音 資訊之一向下取樣之第二估計，以及 •藉由向上取樣該第二估計來產生該第一估計。 20. 如睛求項19之#法，其中該數位渡波器（6〇6)係適應性

   Ο 的，且該等向下取樣之麥克風信號與該第二估計之間之 該差異係用於調適該濾波器（606)。 21. —種在一通信終端機（4〇〇)内用於在與一相對方之—聲音 呼叫期間刪除回音之配置，其包含： a) —容量指示器（418)，其經調適以指示該終端機 之該當前可用處理容量， b) —控制單元（420) ’其經調適以根據該當前可用處理容 量選擇一可用回音刪除程序（416a、416b、...、 416η)，以及 Ο 一回音刪除單元（416、600)，其増調適以應用該選定 回音刪除程序（416a、416b.....416η)， 其中該回音刪除單元（416)係以複數個可選擇回音刪除程 序（416a、416b、…、416η)組態，以及 該回音刪除程序進一步包含以下子步驟： •在一通信鏈路上’向下取樣傳入語音信號， •在一適應性濾波器内，濾波該等向下取樣之信號， 向上取樣藉由該適應性渡波器據波之該等信號， 135540.doc 200931944 •從來自該麥克風之語音信號減去該等向上取樣之信 號。 22. 23. ❹ ❹ 24. 如請求項21之配置，其中該控制單元經調適成若 -當前使用回音刪除程序與該選定回音㈣程序不同， 則以該選定回音刪除程序（416a、416b.....416n)取代 該當前使用回音刪除程序（416a..........416η) β 如凊求項21或22之配置，其中該回音刪除單元(4ΐ6)包 含： a) —第一輸入（612) ’其經調適以從該終端機（4〇〇)之一 麥克風（412)接收信號， b) —第二輸入（6〇2)，其經調適以從一相對方接收語音信 號， c) 一第一分支（608)，其經調適以在該第一輸入（612)上 接收該等麥克風信號，並且根據來自該相對方之該等 已接收麥克風信號及該等已接收語音信號產生該等麥 克風信號内之一回音資訊之一第一估計， d) 一第二分支（61〇)，其經調適以在該第一輸入（612)上 接收該等麥克風信號， e) —減法器（622)，其經調適以實行一減法，其中在從該 回音刪除單元（600)輸出前，將從該第二分支（610)之 該等信號減去產生於該第一分支内（608)之該第一估 計。 如請求項23之配置，其包含該第二分支（610)内之一延遲 電路（620)，其經調適以在該第一減法前，將該等已接收 135540.doc -8 - 200931944 麥克風信號延遲一時間t，該時間t具有與產生該第一估 計所佔用之該時間相同的長度。 25.如請求項23或24中任一項之配置，其中該回音刪除單元 包含： •一第一向下取樣器（614) ’其經調適以採用一向下取樣 因數i向下取樣該第一分支（608)内之該等已接收麥克 風信號， • 一第二向下取樣構件（6〇4)，其經調適以採用該向下取 樣因數i向下取樣來自該相對方之該等已接收語音信 號， •一數位濾波器（606) ’其經調適以藉由從該相對方濾波 該等向下取樣之語音信號，產生該等麥克風信號内之 該回音資訊之一第二估計，以及 •一向上取樣器（618)，其經調適以藉由採用等於該向下 取樣因數i之一向上取樣因數i，向上取樣該第二▲ 來產生該第一估計。 估§十 26.如請求項25之配置，其中該數㈣波器⑽6)係根據 向下取樣之麥克風信號與該第二估計間之該差& 搞。 異來調 135540.doc