TW201334500A - 視訊會議系統中回音消除方法及配置 - Google Patents

Abstract

一種回音消除方法，該方法包含以下步驟：以個別標示信號(m1；m11，m21)標示個別來源信號(S1；S11，S21)，用以識別該各來源信號之各開始時序參考，及用以識別個別發射器(TX1；TX11，TX21)以傳輸分別獲得之標示之來源信號(D1；D11，D21)，藉由該個別發射器將該分別標示之來源信號傳輸至至少一聚集節點(AN1；AN1，AN2，AN)，加總藉由該至少一聚集節點接收之該個別標示之來源信號，藉以產生多播信號(DAG1；DA)用以經由多播節點(mcast)提供至與該個別發射器(TX1；TX11，TX21)相關之個別接收器(RX1；RX11，RX21)，判斷個別往返功率正常化及往返延遲值，用以修改該個別接收器中之該個別標示之來源信號(D1；D11，D21)，藉以獲得個別延遲及正常化之個別標示之來源信號，於該個別接收器從該多播信號減去該個別往返延遲及正常化之標示之來源信號，藉以獲得該個別接收器中之個別回音消除之多播信號(EC1；EC11，EC21)。

Description

視訊會議系統中回音消除方法及配置

本發明關於例如視訊會議服務之回音消除方法。

目前在諸如用以透過顯著距離之電訊會議系統中之多方音頻連接中，代表所有音頻來源之聚集信號相對於個別來源可具有相當延遲。因此，當例如經由揚聲器而於源端回頭接收時，需要濾除聚集信號之局部音頻來源。這是因為延遲之原始信號將被視為具一秒或甚至更久之延遲的嚴重回音。在中央伺服器之傳統實施因此可選擇性加總所有其他信號，以產生個別不同聚集信號束。然而此導致沈重的網路負載。

本發明之實施例之目標係提供替代的方法及裝置，用以啟動視訊會議橋樑之應用的簡單但有效的回音消除方法，其中大量參與者之信號加總而產生合成信號。

應注意的是處理聲音回音消除並非本發明之實施例的目標，該聲音回音例如係因揚聲器耦合至麥克風。因而目標為提供傳輸信號之返回回音抑制的解決方案。顯然聲音回音亦需抑制，但一般存在其他技術。

依據本發明之實施例，藉由回音消除方法可達成此目標，該方法包含下列步驟：將個別來源信號標示個別標示 信號，用以識別該個別來源信號之個別開始時序參考，及用以識別個別發射器以傳輸分別獲得之標示之來源信號，- 藉由該個別發射器將該分別標示之來源信號傳輸至至少一聚集節點，- 加總藉由該至少一聚集節點接收之該個別標示之來源信號，藉以產生多播信號用以經由多播節點(mcast)提供至與該個別發射器相關之個別接收器，- 判斷個別往返功率正常化及往返延遲值，用以修改該個別接收器中之該個別標示之來源信號，藉以獲得個別延遲及正常化之個別標示之來源信號，- 於該個別接收器從該多播信號減去該個別往返延遲及正常化之標示之來源信號，藉以獲得該個別接收器中之個別回音消除之多播信號。

因為在中央伺服器中不需選擇處理，此顯著地降低支援橫跨大範圍之視訊會議服務所需之處理功率及能量，且局部回音消除現在減少到更簡單地從接收器中之聚集信號減去延遲及增益調整之標示之來源信號。

在實施例中，方法進一步包含下列步驟：接收藉由聚集節點分別傳輸之標示之來源信號，於個別接收之標示之來源信號的該聚集節點中分為個別延遲之來源信號及個別標示，並再次加總個別延遲之來源信號及個別標示，藉以產生聚集信號而向前提供該多播節點。

相對於若干主動參與者，由於耦合至一聚集節點之許多發射器/接收器節點群可進一步連接進入樹狀組態至最 後多播節點，此解決方案證實為極可擴展。基於該等組態，添加聆聽音頻之被動參與者非常容易及高效節能，且不需任何進一步處理功率或沉重網路負載。

在實施例中，產生標示信號為至該來源信號之帶內信號。

此具有優點即產生之多播信號為單一信號，其可明顯地由攜帶此信號之傳統設備掌控。

在實施例中，可依據具適當相關特性並以低功率雜訊信號插入原始音頻信號之偽隨機碼，產生不同發射器之該等帶內信號之不同者，使得僅相關解碼器可提取標示同時難以為人所觀察。該些碼之每一者典型地用以特定發射器，且該些碼通常藉由例如主要軟體程式預先判斷而實現此方法。

在另一實施例中，備用或未使用之音頻信號位元可用以標示之帶內編碼。藉由仔細地歸屬多個互斥值，將遮罩來自音頻解碼器之符號位元。在8位元系統中，例如可為下列組合之狀況，代表0、127及255為互斥。任何滿足MVM且M在{0,127,255}中及V不在{0,127,255}中之3位元為1符號。任何3位元MMV為0符號。

在又另一實施例中，該標示信號產生為至該來源信號之帶外信號。

本發明亦關於發射器之實施例，該發射器包含信號來源修正裝置經調適以標示信號標示來源信號，用以識別該來源信號之時間參考，及用以識別發射器，該信號來源修 正裝置藉調適以產生標示之來源信號用以傳輸至聚集節點。

本發明亦關於聚集節點之實施例，該聚集節點耦合至複數該等發射器，並經調適以將個別接收之藉由該些發射器發送之標示之來源信號加總至聚集信號中用以進一步朝向多播節點傳輸。

在實施例中，該些標示之接收的來源信號首先分為個別標示信號及延遲之來源信號，接著為朝向共同時基之同步化步驟，同步化信號接著加總以形成聚集信號用以進一步朝向多播節點傳輸。

本發明亦關於多播節點之實施例，該多播節點耦合至至少一聚集節點並經調適以從該至少一聚集節點接收多播信號，進一步朝向與該複數個別發射器相關之複數個別接收器提供。

另一方面，多播節點可與最後聚集節點組合，諸如經調適以接收至少一個別聚集信號，並加總該至少一個別聚集信號進入多播聚集信號，進一步朝向與該複數個別發射器相關之複數個別接收器提供。

此外，本發明亦關於接收器之實施例，該接收器耦合至多播節點並與發射器相關，該接收器經調適以從多播節點接收多播信號，該接收器進一步經調適以判斷個別往返功率正常化及往返延遲值，用以該接收器中藉由與該接收器相關之該發射器提供之個別標示之來源信號的修改步驟，用以產生個別延遲及正常化之標示之來源信號，該接收 器進一步經調適以從該多播信號減去個別往返延遲及正常化之標示之來源信號，藉以獲得回音消除之多播信號。

應注意的是申請專利範圍中使用之「耦合」用詞不應解譯為僅侷限於直接連接。因而，裝置A耦合至裝置B之表示的範圍不應侷限於裝置或系統，其中，裝置A之輸出直接連接至裝置B之輸入。意即在A之輸出與B之輸入之間存在路徑，其為包括其他裝置或機構之路徑。

應注意的是申請專利範圍中使用之「包含」用詞不應解譯為侷限於以下所列出之機構。因而，包含機構A及B之裝置的表示範圍，不應侷限於僅包含組件A及B之裝置。意即相對於本發明，裝置之僅相關組件為A及B。

圖1顯示包含複數發射器TX1至TXn之系統範例。為了不使圖式複雜，僅充分詳細地顯示TX1。然而，此系統之所有其他發射器均類似於TX1。

將藉由音頻視訊會議系統之範例說明該系統。然而圖中所顯示及下列段落中所說明之系統亦可應用以任何類型之視訊會議裝置，不論是音頻/視頻/數據或其混合。

TX1包含機構以接收來源輸入信號。在圖1中，至發射器之來源輸入信號為A/D轉換數位信號S1，代表由標記之揚聲器發出之類比聲音信號，該類比信號係由麥克風機構感應，並藉由知名電路機構轉換為數位語音或數位音頻信號。

發射器TX1進一步包含信號來源修改機構SM1，其經調適以接收來源信號S1，並於接到時觸發標示產生裝置MG1。觸發信號標記為c1，如SM1至MG1之間之虛線。在接到觸發信號c1時，MG1經調適以產生標示信號m1，該標示信號m1用以識別來源信號之開始時間參考，並用以識別發射器TX1。發射器之識別可為例如公共IP位址或MAC位址，或視訊會議系統上帳戶或結構化電話號碼等，且通常以位元串之形式提供。來源信號之時間參考的識別可藉利用自由或備用位元將代表發射器識別之符號插入第一語音封包而予實施。接著可表示該些標示位元插入流之位置而指出時序參考。此解決方案相應於帶內解決方案。

另一方面，可使用帶外解決方案，意即不同信號用以此標示。在實施例中，此可由不同並列位元序列代表，例如包含至終端中資料結構之指標，該資料結構包含終端識別。此指標或第二指標亦可指向資料流本身中之特定位置，以便指示起始時間，而指示時序參考。另一方面，相對於資料位元流本身，此額外位元流之相對起始時間本身亦可代表時序參考，藉以減輕第二指標之使用。

藉由將標示信號m1包括於來源信號S1中，信號來源修正裝置SM1將藉以修改匯入來源信號。結果之信號標記標示之來源信號D1，並經由通訊網路傳輸至多播節點mcast。

當標示信號m1產生為至該來源信號S1之帶內信號 時，可顯露為額外雜訊，以便將其隱藏在信號中。用以標示每一不同終端之帶內信號，例如可依據終端之間具適當相關特性之偽隨機碼，啟動之後的良好差別。

另一方面，標示信號因而可產生為至該來源信號S1之帶外信號。此具有優點即可攜帶信號而無額外雜訊，但具有缺點即其需要與用以攜帶時間資訊之音頻來源資料流同步之額外流。

標記標示之來源信號之結果之信號係以圖1中D1代表。D1因而可為來源信號，其中，若干備用位元現在接收若干專用值，或可包含兩並列同步信號：S1連同m1。

視訊會議系統之每一參加發射器TX1至TXn接著經調適以產生及通常經由聚集節點而將其標示之來源信號傳輸至多播節點。該等聚集節點於圖1中標記AN1，並經調適以接收個別延遲的標示之來源信號，標記為D1'至Dn'，藉由耦合至此聚集節點之發射器TX1至TXn發送。因為該等聚集節點可配置距發射器相當距離，個別標示之來源信號一般將歷經個別網路延遲。在一實施例中，聚集節點AN1將加總該些不同延遲之信號為加總信號。在另一較佳實施例中，聚集節點AN1經調適以區分個別延遲的標示之來源信號為其原始個別延遲之標示信號m1"、...mn"，及區分為個別延遲之來源信號，標記為S1"至Sn"。此顯示於圖1之實施例中。

在下一步驟中，該些重新同步之個別延遲之來源信號S1"、...Sn"以及其重建之標示m1"至mn"再次整合而形成 重新同步之標示之來源信號D1"至Dn"，且該些個別重新同步之標示之來源信號接著加總以產生聚集信號DAG1而進一步朝多播節點並可能經由另一聚集節點而傳輸。

在稍早說明之實施例中，在重新同步之前，個別延遲之標示之來源信號D1至Dn'未劃分為其個別來源信號及標示，該些個別延遲之標示之來源信號係加總於聚集節點AN1中。

圖1中僅顯示一聚集節點，其直接鏈接至多播節點。通常將參照圖2說明聚集節點之鏈。最後聚集節點AN接著加總不同接收之信號，例如圖2中之DAG1及DAG2，以產生最後聚集之信號DA，其接著回頭多播至不同接收器。

在圖1中，多播節點標記mcast並恰存在耦合至mcast之一聚集節點。此多播節點接著經調適以接收來自該聚集節點之聚集信號DAG1，並進一步以多播組態朝向與耦合至聚集節點之發射器相關的所有接收器提供。

與發射器TX1相關之接收器於圖1中標記RX1。RX1從TX1接收標示之來源信號D1，並從mcast接收多播聚集信號，在本實施例中為聚集信號DAG1。接收器RX1進一步經調適以從多播聚集信號DAG1減去延遲及功率正常化之標示之來源信號。這是因為DAG1包含D1之時間延遲副本，其已衰減具已知值，與視訊會議呼叫之發言參與者的數量相關。該衰減值可視為往返功率正常化值，由於此往返功率正常化值為聚集節點中加總程序之結果，該衰 減值等於參與呼叫之作用發射器的量。藉由利用固有增益經調適以使用可用以接收器中數位編碼器之全分辨率，且由於標示，亦可判斷相對於D1之DAG1的確切延遲，例如藉由比較接收之信號DAG1與標示信號m1但偏移至若干可變延遲，例如當在比較儀中二標示重合，而判斷延遲。接著藉由從DAG1減去延遲及功率調整之D1信號，便獲得無回音多播信號。此標記為EC1並提供至輸出裝置，在圖1中描繪為揚聲器L1。可選擇地，為促進此程序，原始來源信號S1亦可分別提供至揚聲器，而使使用者聽見本身講話。

圖2顯示一系統，包含兩群聚集節點耦合至個別發射器/接收器組合，且每一聚集節點耦合至最後聚集之節點，本身連接至多播節點。每一群內之作業係沿上游方向，因而從發射器至聚集節點基本上與參照圖1之說明相同。與圖1之實施例的差異在於每一聚集節點AN1及AN2提供其分別產生之聚集信號DAG1、DAG2至最後聚集節點AN，其加總個別聚集信號DAG1及DAG2為最後聚集信號，標記為DA，其接著將相應於多播信號而提供至多播節點。此多播節點mcast將進一步提供此多播信號至耦合至個別聚集節點AN1及AN2之二複數接收器。

在若干實施例中注意到多播節點及最後聚集節點可組合併入一單一設備。

在所有實施例中，每一參與者確實接收聚集信號DA的相同副本。從多播節點mcast回推至所有參與者之分佈 因而可以多播樹而最佳化，由於多播樹中每一節點確實掌控相同信號而確保大帶寬及節能，允許該樹最佳化用以網路拓樸。在傳統系統中，前往每一參與者之信號是不可能相同的。

該等分佈系統通常可使用二種不同樹狀結構來管理上游及下游資料。上游資料使用一樹，其於所有分枝上攜帶不同信號。因而，經由耦合至新發射器之聚集節點，於樹中可局部實施添加新音頻來源至樹。此對於樹的其餘部份沒有影響。

下游資料使用一樹，其於所有分枝上攜帶相同多播信號，標記為DA。可局部實施添加耦合至非作用發射器之新音頻傾聽者或接收器至樹，更重要的是因為所有分枝攜帶相同信號，樹可極容易地重新平衡。此使其極易支持大量被動、傾聽參與者至連接。

在接收器內，例如耦合至作用發射器TX11之RX11，標示之來源信號D11再次以往返功率正常化因子而第一正常化並以時間延遲而延遲。功率正常化可判斷為參與呼叫之作用發射器的量，且延遲值例如可從DA藉由先前提及之比較具時間改變基礎之純標示信號與接收之信號的技術予以判斷。發現標示重合之時間例子接著相應於往返延遲。其次從多播聚集信號DA減去正常化及延遲之信號，藉以獲得用以個別接收器之無回音多播信號，圖2中分別標記為接收器RX11及RX21之EC11及EC21。

如接收器RX11及RX21中所標示，該些延遲及功率 正常化作業係藉由模組「ASUB」實施。

類似作業發生於所有其他接收器。

實施可藉由軟體實現，以分佈的方式於可能參與之發射器、接收器、聚集節點及多播節點上實施。此軟體可以分佈的方式提供，用以局部安裝，或可為可下載軟體，例如來自控制完整作業之中央伺服器。此伺服器可置於聚集節點或多播節點，或可為遠端伺服器，由此所有參與元件可僅下載實施其特定作業之部分。

雖然本發明之原理以上已連接特定設備予以說明，將清楚地理解到該說明僅藉由範例而非侷限本發明之範圍，如申請專利範圍中所定義。在申請專利範圍中，任何表示為用以實施特定功能之機構是希望包含作動之任何實施方式。此可包括例如：a)實施此功能之電氣或機械元件的組合，或b)任何形式之軟體，因此包括韌體、微碼等，與用以執行該軟體之適當電路組合，以及若存在之耦合至軟體控制電路的機械元件。如該等申請專利範圍所定義之本發明存在一事實，即個別式詳述之機構所提供之功能性相組合並以申請專利範圍所要求之方式放在一起，除非特別指明，任何實體結構對於本發明申請專利範圍之新穎性幾乎不重要。申請者因而將可提供該些功能之任何機構視為與文中所顯示者等效。

AN、AN1、AN2‧‧‧聚集節點

c1‧‧‧觸發信號

D1、D11、D21、D1'-Dn'、D1"-Dn"‧‧‧標示之來源信號

DA、DAG1、DAG2‧‧‧組播信號

EC1、EC11、EC21‧‧‧回音消除之組播信號

L1‧‧‧揚聲器

m1、m11、m21、m1"-mn"‧‧‧標示信號

mcast‧‧‧組播節點

MG1、MG11‧‧‧標示產生裝置

RX1、RX11、RX21‧‧‧接收器

S1、S11、S21、S1"-Sn"‧‧‧來源信號

SM1、SM11‧‧‧信號來源修正裝置

TX1、TX11、TX21、TXn‧‧‧發射器

藉由參照下列結合附圖之實施例之說明，本發明之以 上及其他目標及特徵將顯而易見，並將最佳理解本發明本身，其中：圖1顯示耦合至一聚集節點及多播節點之n個發射器/接收器之組態，圖2顯示具相關耦合之發射器及接收器之聚集節點之樹狀結構之組態，及一多播節點。

AN、AN1、AN2‧‧‧聚集節點

D11、D21‧‧‧標示之來源信號

DA、DAG1、DAG2‧‧‧組播信號

EC11、EC21‧‧‧回音消除之組播信號

m11、m21‧‧‧標示信號

mcast‧‧‧組播節點

MG11‧‧‧標示產生裝置

RX11、RX21‧‧‧接收器

S11、S21‧‧‧來源信號

SM1、SM11‧‧‧信號來源修正裝置

TX11、TX21‧‧‧發射器

Claims (8)

1. 一種回音消除方法，該方法包含以下步驟：以個別標示信號(m1；m11，m21)標示個別來源信號(S1；S11，S21)，用以識別該個別來源信號之個別開始時序參考，及用以識別個別發射器(TX1；TX11，TX21)以傳輸分別獲得之標示之來源信號(D1；D11，D21)，藉由該個別發射器將該分別標示之來源信號傳輸至至少一聚集節點(AN1；AN1，AN2，AN)，加總藉由該至少一聚集節點接收之該個別標示之來源信號，藉以產生多播信號(DAG1；DA)用以經由多播節點(mcast)提供至與該個別發射器(TX1；TX11，TX21)相關之個別接收器(RX1：RX11，RX21)，判斷個別往返功率正常化及往返延遲值，用以修改該個別接收器中之該個別標示之來源信號(D1；D11，D21)，藉以獲得個別延遲及正常化之個別標示之來源信號，於該個別接收器從該多播信號減去該個別往返延遲及正常化之標示之來源信號，藉以獲得該個別接收器中之個別回音消除之多播信號(EC1；EC11，EC21)。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，產生該個別標示信號(m1)作為至該個別來源信號之帶內信號。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，產生該個別標示信號(m1；m11)作為至該個別來源信號之帶外信號。
4. 一種發射器(TX1；TX11)，包含信號來源修正裝置(SM1；SM11)經調適以標示信號(m1；m11)標示來 源信號(S1；S11)，用以識別該來源信號之時間參考及用以識別該發射器，該信號來源修正裝置藉以經調適以產生標示之來源信號(D1；D11)，用以經由至少一聚集節點(AN1)傳輸至多播節點(mcast)。
5. 如申請專利範圍第4項之發射器(TX1)，其中，藉由標示產生裝置(MG1)產生該標示信號(m1)，該標示產生裝置(MG1)經調適以產生該標示信號(m1)作為至該來源信號(S1)之帶內信號。
6. 如申請專利範圍第4項之發射器(TX1；TX11)，其中，藉由標示產生裝置(MG1；MG11)產生該標示信號(m1；m11)，該標示產生裝置(MG1；MG11)經調適以產生該標示信號作為至該來源信號(S1；S11)之帶外信號。
7. 一種接收器(RX1；RX11)，其與發射器(TX1；TX11)相關並耦合至多播節點(mcast)用以自其接收多播信號(DAG1，DA)，該接收器進一步經調適以判斷該接收器中之個別往返功率正常化及往返延遲值，而於藉由與該接收器相關之該發射器所提供之個別標示之來源信號(D1；D11)的修改步驟期間使用，用以產生個別延遲及正常化之標示之來源信號，該接收器進一步經調適以從該多播信號(DAG1；DA)減去該個別往返延遲及正常化之標示之來源信號，藉以獲得回音消除之多播信號(EC1；EC11)。
8. 一種電腦程式產品，包含軟體，該軟體當於一或多 個資料處理設備上執行時，經調適以實施依據申請專利範圍第1至3項之方法步驟。