WO2004004298A1 - Dispositifs de traitement d'echo pour systemes de communication de type monovoie ou multivoies - Google Patents

Dispositifs de traitement d'echo pour systemes de communication de type monovoie ou multivoies Download PDF

Info

Publication number
WO2004004298A1
WO2004004298A1 PCT/FR2003/001874 FR0301874W WO2004004298A1 WO 2004004298 A1 WO2004004298 A1 WO 2004004298A1 FR 0301874 W FR0301874 W FR 0301874W WO 2004004298 A1 WO2004004298 A1 WO 2004004298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
echo
input signal
transmission
coupling
Prior art date
Application number
PCT/FR2003/001874
Other languages
English (en)
Inventor
Monique Auvray
Grégoire Le Tourneur
Jean-Philippe Thomas
Original Assignee
France Telecom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Telecom filed Critical France Telecom
Priority to DE60310560T priority Critical patent/DE60310560T2/de
Priority to US10/519,744 priority patent/US7403608B2/en
Priority to JP2004516849A priority patent/JP4544993B2/ja
Priority to EP03761624A priority patent/EP1518394B1/fr
Publication of WO2004004298A1 publication Critical patent/WO2004004298A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • H04M9/082—Two-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

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications. More particularly, the invention relates to acoustic echo processing devices with variable gains and / or by adaptive filtering, intended to attenuate in a return signal the echo components of a direct signal.
  • the invention applies to communication systems of the single-channel type as well as to the multi-channel type systems.
  • Acoustic echo exists • mainly in certain types of communications where the terminal of a remote user consists of one (or more) speaker (s) replacing the earpiece, and one (or more) directive microphone (s). These are, for example, audio conference equipment or hands-free stations such as mobile phones. Its origin is simple: without special precautions, the sound emitted by the speaker undergoes multiple reflections (against the walls, the ceiling etc.) constituting as many different echoes, which are picked up by the microphone in the same way as speech useful.
  • the assembly consisting of the speaker, the microphone, and their physical environment thus constitutes an echo generating system.
  • the problem of acoustic echo has been the subject of numerous studies both in the single-channel case (a single microphone and a single speaker) and in the multi-channel case (several microphones and several speakers).
  • the echo problem in the multi-channel case is similar to that in the single-channel case, with the difference that all the possible acoustic couplings between the various microphones and speakers must be taken into account.
  • the most commonly used echo processing techniques are gain variation echo cancellation techniques and echo cancellation techniques by adaptive filtering.
  • a gain in reception is applied to the signal (direct signal) which must be applied to the loudspeaker (input of the echo generating system), and a gain in transmission is applied to the signal from the microphone (output from the echo generator system) forming the return signal.
  • a gain in transmission is applied to the signal from the microphone (output from the echo generator system) forming the return signal.
  • voice activity detectors in reception (DAVR) and in transmission (DAVE), as well as a double speech detector (DDP) provide the information necessary for the modules calculating the gains in transmission and in reception.
  • DVR voice activity detectors in reception
  • DAVE double speech detector
  • DDP double speech detector
  • an identification filter estimates the acoustic coupling between the speaker and the microphone, and generates a signal which is used to cancel echo.
  • the identification filter is conventionally a programmable filter with a finite impulse response whose coefficients must be adapted, according to a predetermined algorithm for updating the coefficients, using an adaptation step. The coefficients are adapted on the basis of the signal to be applied to the loudspeaker.
  • Such an echo cancellation system is described in French patent document No. 2,738,695.
  • variable gain echo cancellation system is combined with the echo cancellation system, so as to suppress the echo residue that persists after echo cancellation.
  • the aforementioned echo processing systems have the drawback of not being able to take into account a variation in the coupling. acoustic between the speaker and the microphone when this variation is independent of the signal which is applied to the speaker.
  • the microphone and the loudspeaker are physically independent of one another, their respective distances may vary, which leads to a variation in the acoustic coupling between the loudspeaker and the microphone, with the same consequences as those set out above.
  • the problem is the same but generalized to the coupling existing between the various microphones and speakers.
  • the present invention aims in particular to remedy the drawbacks exposed above of known echo processing systems.
  • the present invention relates, according to a first aspect, to an echo processing device for attenuating in a return signal Y2n the echo components of a direct signal X1n, comprising:
  • first gain application means for applying the gain in reception Gr n to the direct signal and producing an input signal X2n transmitted in an echo generating system
  • second gain application means for applying the gain in transmission Ge n to an output signal Y1 n from the echo generator system and producing the return signal Y2n.
  • this echo processing device is remarkable in that it also comprises means for calculating a coupling variable, COR, characteristic of the acoustic coupling existing between the direct signal X1n or the signal d input X2n, and the output signal Y1n; and in that the gain calculation means are able to calculate the reception and transmission gains Gr n , Ge n on the basis of the coupling variable.
  • the echo processing device comprises means for estimating the instantaneous power of the direct signal X1n or of the input signal X2n, and that of the output signal Y1n.
  • the gain calculation means are then able to calculate the reception and transmission gains Gr n , Ge n on the basis of a variable G determined as a function of the estimated powers of the direct signal or of the input signal, and of the signal output, and according to the coupling variable COR, according to the following equation:
  • P1n and P2n respectively denote an estimate at the instant considered of the power of the direct signal X1n or of the input signal X2n, and of the output signal Y1n.
  • variable G represents the energy of the sound signal actually picked up by the microphone, therefore taking into account all external adjustments (eg level of sound reproduction) "not seen” by the system.
  • the variable G therefore varies automatically as a function of the actual changes in the loudspeaker / microphone acoustic coupling, and therefore the gains in reception and in transmission are adapted automatically.
  • the invention relates to an echo cancellation device for attenuating in an output signal Y1 n echo components of an input signal X2n transmitted in an echo generating system, comprising:
  • - subtraction means receiving as input, on the one hand, a signal Y3n from the echo generator system, at least one component of which is a response from the echo generator system to the input signal X2n, and on the other hand leaves the filter signal Sn, to subtract from the signal Y3n the filter signal Sn, and produce the output signal Y1n;
  • the means for calculating the adaptation pitch comprise means for estimating the power, P1n, of the input signal X2n, and that, P3n, of the signal Y3n, and calculation means a first coupling variable, COR2, characteristic of the acoustic coupling existing between the input signal X2n, and the signal Y3h from the echo generating system; the adaptation step ⁇ n of the identification filter being calculated as a function of the estimated powers P1 n, P3n, and as a function of the first coupling variable COR2.
  • the adaptation step ⁇ n is obtained according to the following equation:
  • ⁇ is a positive constant
  • P1n and P3n respectively denote an estimate at the instant considered of the power of the input signal X2n, and that of the signal Y3n coming from the system echo generator.
  • the means for calculating the adaptation pitch further comprise means for calculating a second coupling variable, COR, characteristic of the acoustic coupling between the input signal X2n of the echo generating system and the output signal Y1n, the second coupling variable COR being obtained by a correlation calculation between the input signals X2n and output Y1 n; the adaptation step ⁇ n of the identification filter also being calculated as a function of the second coupling variable COR.
  • the invention relates to an echo processing device for a multi-channel communication system comprising a plurality N of reception channels, N being an integer greater than or equal to 2, and a plurality M of transmission channels, M being an integer greater than or equal to 1; each, i, of N reception channels comprising an output transducer (HPi) which produces a sound pressure wave in response to an input signal X2n (i) originating from a direct signal X1n (i); each, j, of M emission channels comprising an input transducer (MCj) which converts a sound pressure wave into an output signal Y1n (j).
  • N being an integer greater than or equal to 2
  • M being an integer greater than or equal to 1
  • each, i, of N reception channels comprising an output transducer (HPi) which produces a sound pressure wave in response to an input signal X2n (i) originating from a direct signal X1n (i)
  • each, j, of M emission channels comprising an input transducer (MCj)
  • the echo processing device is intended to attenuate in each output signal Y1n (j) echo components originating from all or part of the N input signals X2n (i), and resulting from the acoustic coupling existing between the input transducer of the emission channel considered and all or part of the M output transducers.
  • this device is remarkable in that it comprises: means for calculating gains in reception Gr n (i) and gains in transmission Ge n (j);
  • reception gains to apply a reception gain Gr n (i) to each direct signal X1n (i) and produce the corresponding input signal X2n (i);
  • transmission gains to apply a gain in transmission Ge n (j) to each output signal Y1n (j) and produce a corresponding return signal Y2n (j);
  • the echo processing device comprises means for estimating the instantaneous power, P if, of each input signal X2n (i), and that, P2nj, of each output signal Y1n (j), the transmission gain calculation means being able to calculate each transmission gain Ge n (j) on the basis of N variables G (j, i), i varying from 1 to N, each of which being determined as a function of the estimated powers of an input signal X2n (i), and of the output signal Y1n (j) of the transmission channel considered, and as a function of the coupling variable COR (j, i) corresponding, each of the variables G (j, i) being obtained according to the following equation:
  • P if and Pin respectively denote an estimate at the instant considered of the power of the input signal X2n (i), and of the output signal Y1n (j) considered.
  • the invention relates to an echo cancellation device for a multi-channel communication system comprising a plurality N of reception channels, N being an integer greater than or equal to 2, and a plurality M of transmission channels , M being an integer greater than or equal to 1; each, i, of N reception channels comprising an output transducer (HPi) which produces a sound pressure wave in response to an input signal X2n (i); each, j, of M emission channels comprising an input transducer (MCj) which converts a sound pressure wave into an output signal Y1n (j), "the device comprising:
  • N identification filters Fij with variable coefficients to estimate the acoustic coupling between each of the N output transducers (HPi) and the input transducer (MCj) of the emission channel j, and - for each filter Fij, means for adapting the coefficients of the filter as a function of an adaptation step ⁇ n (i, j), and means for calculating the adaptation step ⁇ n (i, j) .
  • this device is remarkable in that it comprises: means for estimating the instantaneous power Phii of each input signal X2n (i), and that 2nj of each output signal Y1n ( j);
  • N for the N reception channels, of the power P2n j estimated for the transmission channel j, and as a function of the N coupling variables COR (j, i), i varying from 1 to N, associated with the channel d 'show j.
  • an adaptation step ⁇ n (i, j) for a filter Fij associated with a reception channel i and with a transmission channel j is obtained according to the following equation:
  • FIG. 1 is a block diagram of a single-channel echo processing device with variable gains, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a single channel echo processing device according to a second embodiment of the invention, the device combining a variable gain system and an echo cancellation system;
  • FIG. 3 is a block diagram of a single channel echo cancellation device according to a third embodiment of the invention.
  • - Figure 4 is a block diagram of a single channel echo cancellation device according to a fourth embodiment of the invention
  • - Figure 5 is a block diagram of a single-channel echo processing device according to the invention combining the first and fourth embodiments of the invention
  • FIG. 6 is a block diagram of a multi-channel echo processing device with variable gains according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of a multi-channel echo cancellation device according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a single-channel echo processing device with variable gains, according to a first embodiment of the invention. This device is integrated, for example, into a hands-free telephone set.
  • this device receives and transmits digital signals X1 n, Y2n called respectively direct signal and return signal.
  • the echo processing device comprises a module 36 for calculating gains in reception (Gr n ) and in transmission (Ge n ).
  • the reception gain Gr n is applied to the direct signal X1 n by means of a multiplier 10 in order to obtain an input signal X2n transmitted in an echo generating system 26.
  • the transmission gain Ge n is applied to an output signal Y1n from the echo generator system, by means of a multiplier 12 in order to produce the return signal Y2n.
  • the input signal X2n is delivered to a loudspeaker 22 via a digital analog converter (DAC) 14 and an amplifier 18.
  • the amplifier 18 is typically with variable gain, so that a user of the device can adjust at his suitability the volume of the sound delivered by the speaker 22.
  • the output signal Y1 n is obtained from a microphone 24, via an amplifier 20 and an analog-to-digital converter (ADC) 16.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the device comprises a single speaker 22 and a single microphone 24 forming part of the echo generating system 26.
  • the device of the invention shown in FIG. 1 also applies to a system in which the input signal X2n is transmitted in the echo generating system by means of several speakers (22) broadcasting the same sound signal, and in which the output signal Y1n is obtained from the echo generating system via several microphones (24).
  • the echo processing device comprises a module 30 for calculating a coupling variable, designated here by "COR", characteristic of the acoustic coupling existing between the direct signal X1n or the input signal X2n , and the output signal Y1 n.
  • COR a coupling variable
  • the calculation module 30 comprises a calculation unit 34.
  • the coupling variable COR is calculated by the unit 34 and then used by the gain calculation module 36, to calculate the gains in reception and in transmission Gr n , Ge n .
  • the module 30 for calculating the coupling variable (COR) comprises a unit 28 for estimating the instantaneous power (P1n) of the input signal X2n and / or the direct signal X1n, and a unit for estimating that (P2n) of the output signal Y1n.
  • the gain calculation module 36 is designed to calculate the reception and transmission gains Gr n , Ge n on the basis of a variable G calculated, by the calculation unit 34, as a function of d on the one hand, of the estimated power P1n of the direct signal and / or of the input signal, and of the estimated power P2n of the output signal, and, on the other hand, as a function of the coupling variable COR.
  • the variable G is determined by the calculation unit 34 according to the following equation: P2n
  • Ge n ⁇ - Ge n _, + (l - ⁇ ) - G
  • Gr n l ⁇ ⁇ - Ge n 'where Ge n-1 denotes the value of the gain in transmission at the previous calculation time, and ⁇ and ⁇ denote positive constants less than 1.
  • Equation (2) The calculation of gains above (equation (2)), given as an example of embodiment, derives from a method of calculation set out in patent document No. 2,748,184, modified in accordance with the invention by taking into account in it of the variable G defined above (equation (1)). According to a particular implementation, good results have been obtained with ⁇ equal to 0.95 for a calculation carried out at the frequency of 8 kiloHertz (kHz).
  • the gains in reception and in transmission are directly linked to the variable G, which makes it possible to process the echo adaptively according to the real characteristics of the echo generating system.
  • the range of variation of the transmission gain Ge n is a decreasing function of the variable G, which makes it possible to automatically improve, by an increase in the gain, the sound quality perceived by the distant speaker, when the component of echo of the signal picked up by the microphone decreases.
  • the coupling variable COR - which characterizes the acoustic coupling existing between the direct signal X1 n (or the input signal X2n), and the output signal Y1n - is obtained from a correlation calculation between the direct signal X1 n (or the input signal X2n), and the output signal Y1n.
  • the coupling variable COR is defined as being a function of the maximum value, Maxcor, of correlation values corr (j) between the direct signal X1 n or the input signal X2n, and the output signal Y1 n.
  • the correlation values corr (j) are calculated over a time window considered, each of them being obtained according to the following equation:
  • i 0 where: i represents a sampling instant in the time window for calculating duration LM, j represents a value of offset between the input signals X2n and output Y1 n; and P1 (t) and P2 (t) respectively represent an estimate at a time t considered of the power of the direct signal X1 n or of the input signal X2n, and of the output signal Y1 n.
  • the envelope correlation calculation is performed on time windows of 1 second for each signal (input and output), and a maximum offset of 300 milliseconds between the signals.
  • the calculation is performed at a reduced sampling frequency of 125 Hertz.
  • the module 1 includes a module 36 for calculating gains in reception (Gr n ) and in transmission (Ge n ), and an evaluation module 30 , through the determination of the variable COR, of the acoustic coupling existing between the direct signal X1n or the input signal X2n, and the output signal Y1n.
  • the characteristics and the operation of the modules 30 and 36 of FIG. 2 are identical to those of FIG. 1.
  • this device can also include an echo cancellation device 40 receiving as input, on the one hand, the input signal X2n transmitted in the echo generator system 26, and on the other hand , a signal Y3n from the echo generator system 26.
  • the echo cancellation system 40 conventionally comprises an identification filter 42 with a finite impulse response representative of the response of the echo generator system (26 ).
  • the identification filter 42 produces a filtering signal Sn, and subtracts, by means of a subtractor 44, the filtering signal Sn from the signal Y3n. It then produces the output signal Y1n which is received as input by the multiplier 12 in order to apply to it a gain in transmission Ge n , calculated by the module 36.
  • the system is initialized with the echo canceller 40 inactive (it has not yet converged) so as to guarantee stability without feedback. Then, when the identification filter 42 has converged, an evaluation of the coupling (variable COR) is carried out, in a non-intrusive manner, by the module 30.
  • the correlation calculation is measured in this embodiment, between the direct signal X1n or the input signal X2n, and the signal Y1n which is here the "residual" signal from the echo canceller (40). Then, the acoustic coupling is evaluated cyclically so as to adapt automatically the value of the gains in emission and reception according to the variations of the acoustic coupling.
  • an echo cancellation device conventionally comprises an identification filter 42 with a finite impulse response representative of the response of the echo generating system 26.
  • the echo generating system is constituted by the assembly formed by the speaker 22, the microphone 24, and their physical environment (walls, background noise, etc.).
  • the filter 42 receives an input signal X2n which is transmitted in the echo generator system 26 (via a DAC 14 and an amplifier 18), and generates a filtering signal Sn.
  • the echo cancellation device comprises a subtractor 44 which receives as input a signal Y3n from the echo generator system (via an amplifier 20 and a CAN 16). Consequently, at least one component of the signal Y3n is a response of the echo generating system to the input signal X2n.
  • the subtractor 44 receives as input the filtering signal Sn, and thus subtracts the filtering signal Sn from the signal Y3n to produce an output signal Y1n.
  • the echo cancellation device comprises a module 46 for updating the coefficients of the identification filter as a function of an adaptation step ⁇ n . Finally, it includes a module 50 for calculating the adaptation step ⁇ n .
  • the module 50 for calculating the adaptation step of the filter comprises units 28, 48 for estimating the power, P1n, of the input signal X2n, and that, P3n, of the signal Y3n.
  • the module 50 further comprises a unit 52 for calculating a coupling variable, COR2, characteristic of the acoustic coupling existing between the input signal X2n, and the signal Y3n from the echo generator system (26).
  • the module 50 finally comprises a unit 54 for calculating the pitch.
  • the adaptation step ⁇ n of the identification filter is calculated as a function of the estimated powers P1n, P3n, and as a function of the coupling variable COR2.
  • the adaptation step ⁇ n is obtained according to the following equation:
  • n (6) n a - Pln + COR2.P3n
  • ⁇ is a positive constant
  • P1 n and P3n respectively denote an estimate at the instant considered of the power of the input signal X2n, and that of the signal Y3n from the echo generator system.
  • the evaluation of the aforementioned coupling variable COR2 thus makes it possible to "control" the adaptation step of the filter as a function of the actual acoustic coupling existing between the input signal and the output signal of the echo generating system.
  • This makes it possible to improve the reactivity of the echo cancellation device as a function of changes in the acoustic environment of the device - for example, following a variation in the volume of sound reproduction adjusted by the user of the device, or use of the device in a noisy environment (street, car, ...) - and therefore, to improve the result of the echo processing.
  • the coupling variable COR2 is obtained from a correlation calculation between the input signal X2n and the signal Y3n.
  • the coupling variable COR2 is defined as being a function of the maximum value, designated by "Maxcor2", of the correlation values, designated by "" corr2 (j) ", calculated over a time window considered.
  • Each of the correlation values corr2 (j) is calculated according to the following equation:
  • i a sampling instant in the time window for calculating duration LM
  • j an offset value between the input signal X2n and the signal Y3n
  • P1 (t) and P3 (t) respectively represent an estimate at a time t considered of the power of the input signal X2n, and that of the signal Y3n.
  • variable COR2 defined according to the following equation:
  • the single-channel echo cancellation device described above can be completed by a module for calculating a second coupling variable, designated by COR (by analogy with that of the Fig. 1), characteristic of the acoustic coupling between the input signal X2n of the echo generator system, and the output signal Y1n from the subtractor 44 of the echo canceller.
  • FIG. 4 represents an echo cancellation device according to this fourth embodiment.
  • the echo cancellation device comprises a module 50 for calculating the adaptation pitch ⁇ n with a structure similar to that described in connection with FIG. 3.
  • the device also comprises a unit 30a for calculation of a second coupling variable,
  • variable COR is characteristic of the acoustic coupling between the input signal X2n of the echo generating system 26 and the output signal Y1 n.
  • the second coupling variable COR is obtained by a correlation calculation between the input signals X2n and output Y1 n.
  • calculation unit 30a The structure of the calculation unit 30a is similar to the unit 30 described above with reference to FIG. 1.
  • the second COR variable is obtained according to the same principle as for the COR variable defined above in connection with FIG. 1, that is to say according to a calculation envelope correlation between input X2n and output signals
  • variable COR is defined as being a function of the maximum value, Maxcor, of correlation values corr (j) between the input signal X2n and the output signal Y1n.
  • the second coupling variable COR calculated by the unit 30a is supplied to the unit 54 (see fig. 3) for calculating the adaptation step of the filter, so that the adaptation step ⁇ n is further calculated in function of the second COR coupling variable.
  • TM COR2 a.Pln + COR2 - P3n where ⁇ is a positive constant, and, P1 n and P3n respectively denote an estimate at the instant considered of the power of the input signal X2n, and that of the signal Y3n coming from the system echo generator.
  • equation (9) above can therefore be expressed in the following form:
  • the elements referenced 10, 12, 36, 30 are identical to those represented in FIG. 1 and constitute a device according to the invention for single-channel echo processing with variable gains.
  • the elements 50, 46, 40 are identical to those of the echo cancellation device shown in FIG. 4.
  • the present invention also applies to echo processing devices intended for a multi-channel communication system.
  • echo processing devices intended for a multi-channel communication system.
  • FIG. 6 there will now be described a multi-channel echo processing device with variable gains, according to a fifth embodiment of the invention.
  • a variable-gain multi-channel echo processing device is intended to be used for a multi-channel communication system comprising a plurality N of communication channels. reception, N being an integer greater than or equal to 2, and a plurality M of transmission channels, M being an integer greater than or equal to 1.
  • Each, i, of the N reception channels comprises an output transducer HPi, typically a loudspeaker, which produces a sound pressure wave in response to an input signal X2n (i) coming from a direct signal X1 n ( i).
  • HPi typically a loudspeaker
  • Each, j, of the M emission channels comprises an input transducer MCj, typically a microphone, which converts a sound pressure wave into an output signal Y1n (j).
  • Such an echo processing device is intended to attenuate in each output signal Y1 n (j) echo components originating from all or part of the N input signals X2n (i), and resulting from the acoustic coupling existing between the microphone of the transmission channel considered and all or part of the N speakers.
  • a multi-channel echo processing device with variable gains comprises a module 64 for calculating reception gains Gr n (i) and transmission gains Ge n G).
  • N multipliers 68 intended to apply a gain in reception Gr n (i) to each direct signal X1n (i) and produce the corresponding input signal X2n (i).
  • the device comprises multipliers 66 to apply a transmission gain Ge n (j) to each output signal Y1n (j) and produce a corresponding return signal Y2n (j).
  • a calculation module 62 responsible for calculating, for each transmission channel j, N coupling variables COR (j, i), i varying from 1 to N, each of the N variables being characteristic of the coupling acoustic existing between the output signal Y1n (j) of the transmission channel j considered and one of the N input signals X2n (i).
  • the module 64 for calculating gains calculates each gain in reception Gr n (i), and each gain in transmission Ge n (j) on the basis of the N coupling variables COR (j, i) calculated for the associated emission channel j.
  • the advantages relating to this mode of calculating gains with regard to a given couple (i, j) of reception and transmission channels, are of the same nature as those obtained with a single-channel device with variable gains according to the invention, described above in connection with FIG. 1.
  • each module 62 for calculating correlation variables (COR) further calculates N variables G (j, i), i varying from 1 to N, each of which being determined as a function of the estimated power Plni of an input signal X2n (i), and that Pin of the output signal Y1n (j) of the transmission channel considered.
  • each of the variables G (j, i) is obtained according to the following equation:
  • Each gain calculation module 64 then calculates each emission gain Ge n (j) on the basis of the N variables G (j, i), and as a function of the corresponding coupling variable COR (j, i).
  • each gain in transmission Ge n (j) is determined from the minimum value of the N variables G (j, i), i varying from 1 to N, calculated for the associated transmission channel j.
  • each gain in emission Ge n (j) is determined according to the following equation:
  • Ge n (j) ? • Ge n _ x U) + (l -?) - m i (GU)) (11)
  • (3e n-1 (j) denotes the value of the gain in transmission of the transmission channel j at the previous calculation time
  • ⁇ denotes a positive constant less than 1
  • min z - (G (y 5 ) denotes the minimum value of the N variables G (j, i), i varying from 1 to N.
  • Gr n (i) l- ⁇ - max j (Ge n (j)) (2) where ⁇ denotes a positive constant less than 1, and max ⁇ Ge ⁇ )) denotes the maximum value of the M gains in emission Ge n (j), j varying from 1 to M.
  • each of the reception gains Gr n (i) is chosen equal to 1. This solution has the advantage of simplifying the method of calculating the gains, while providing very good echo processing results.
  • each coupling variable COR (jj) is obtained from a correlation calculation between the corresponding output signal Y1 n ⁇ ) and the input signal X2n (i).
  • an envelope correlation calculation is carried out.
  • each coupling variable COR (j, i) is obtained from the maximum value, Maxcor, of the correlation values corr ⁇ (d) between the output signal Y1n (j) and the input signal X2n (i ) corresponding, these con- ⁇ (d) correlation values being calculated over a predefined time window.
  • Each of the correlation values is obtained according to the following equation: LM-1 ⁇ Pln i (c) 'P2n j (c + d)
  • Plniif and P2nj (t) respectively represent an estimate at a time t considered of the power of the input signal X2n (i) and of the output signal Y1 n (j) considered.
  • FIG. 7 we will describe a multi-channel echo cancellation device according to a sixth embodiment of the invention.
  • This embodiment can be considered as the generalization to the multi-channel case of the single-channel echo cancellation devices described above in conjunction with FIGS. 3 and 4.
  • a multi-channel echo cancellation device comprises a plurality N of reception channels, N being an integer greater than or equal to 2, and a plurality M of transmission channels, M being an integer greater than or equal to 1.
  • N being an integer greater than or equal to 2
  • M being an integer greater than or equal to 1.
  • Each, i, of the N reception channels comprising an output transducer (loudspeaker) HPi which produces a sound pressure wave in response to an input signal X2n (i).
  • each, j, of the M emission channels comprises an input transducer (microphone) MCj which converts a sound pressure wave into an output signal Y1n (j).
  • the echo cancellation device comprises, for each transmission channel j, N identification filters Fij with variable coefficients for estimating the acoustic coupling between each of the N loudspeakers HPi and the microphone MCj of the channel j. It also includes, for each Fij filter, means of adaptation (not shown) of the coefficients of the filter as a function of an adaptation step ⁇ n (i, j), and means of calculation (not shown) of the adaptation step ⁇ n (i, j) .
  • Each filter Fij associated with a reception channel i and a transmission channel j generates a filtering signal which is subtracted from the output signal Y1 n (j) to provide a filtered signal Y2n (j) -
  • the device further comprises means (not shown) for estimating the instantaneous power Plni of each input signal X2n (i), and that P2n j of each output signal Y1n (j) . It also comprises means of calculation (not shown), for each emission channel j, of N coupling coupling variables COR (j, i) (i varying from 1 to N), each of which being characteristic of the acoustic coupling existing between the output signal Y1n (j) of the transmission channel considered and one of the N input signals X2n (i).
  • the means of calculating the adaptation step ⁇ n (i, j) for a filter Fij associated with a reception channel i and a given transmission channel j calculate the adaptation step ⁇ n (i, j) depending:
  • COR (j, i) is obtained from a correlation calculation between the output signal Y1n (j) and the input signal X2n (i) associated with the considered pair of reception channels (i, j) and d 'program.
  • this correlation calculation is a envelope correlation calculation.
  • each coupling variable COR (j) is obtained as a function of the maximum value, Maxcor (j), of the correlation values, corr ⁇ (d), calculated over a time window considered,
  • each of the correlation values corr ⁇ ⁇ d being calculated according to the following equation:
  • corr ⁇ (d) (14) c 0 where: c represents a sampling instant in the time window for calculating duration LM, d represents an offset value between the input signals X2n (i) and output Y1 n (j); and -Pl "/ (and P2n ⁇ ) respectively represent an estimate at a time t considered of the power of the input signal X2n (i), and of the output signal Y1n (j).
  • each coupling variable COR (j, i) is linked to the maximum value Maxcor (j) of the correlation values corr ⁇ (d), according to the following equation:
  • an adaptation step ⁇ n (i, j) for a filter Fij associated with a reception channel i and with a transmission channel j is obtained according to the following equation:
  • the reception channels, other than the channel i considered do not come disturb the convergence of the filter Fij, and this, by causing an automatic reduction in the value of the step.
  • the presence of the variables COR (j, k) makes it possible to measure the real influence of the reception channels other than the channel i considered, on the transmission channel j.
  • the multi-channel echo cancellation device shown in FIG. 7 can also comprise calculation means, for each channel d 'emission j, of N second coupling variables COR2 (j, i), i varying from 1 to N.
  • Each of the second coupling variables is characteristic of the acoustic coupling existing between the filtered signal Y2n (j) of the transmission channel j considered and one of the N input signals X2n (i).
  • the adaptation step ⁇ n (i, j) of an identification filter Fij associated with a reception channel i and a transmission channel j is calculated as a function of the N first variables CORG, i) and N seconds COR2 coupling variables (j, i).
  • such a multi-channel device (not shown in the drawings) comprises, for each pair of reception channels i and transmission j, means for applying gains intended to apply a gain at reception.
  • the gains Gr n (i), Ge n (j) are then calculated on the basis of the N second coupling variables COR2 (j, i) determined for the transmission channel j, according to the same principle as for the device described more top in relation to figure 6.
  • the various echo processing devices according to the present invention can be produced, in the usual way, by programming a specialized processor for signal processing (digital signal processor - DSP). They can also be achieved by means of specific integrated circuits (ASIC) dedicated to these applications.
  • ASIC integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Interconnected Communication Systems, Intercoms, And Interphones (AREA)

Abstract

Un dispositif de traitement d'écho pour atténuer dans un signal de retour Y2n des composantes d'écho d'un signal direct X1 n, comprend des moyens de calcul de gains (36) en réception et en émission Grn, Gen; des premiers moyens d'application de gain (10) pour appliquer le gain en réception Grn au signal direct et produire un signal d'entrée X2n émis dans un système générateur d'écho (26) ; des seconds moyens d'application de gain (12) pour appliquer le gain en émission Gen à un signal de sortie Y1 n issu du système générateur d'écho (26) et produire le signal de retour Y2n ; ce dispositif comporte en outre des moyens de calcul (30) d'une variable de couplage, COR, caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal direct X1 n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1 n ; les moyens de calcul de gains (36) sont aptes à calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen sur la base de cette variable de couplage. L'invention s'applique aussi aux systèmes multivoies.

Description

DISPOSITIFS DE TRAITEMENT D'ECHO POUR SYSTEMES DE COMMUNICATION
DE TYPE MONOVOIE OU MULTIVOIES
DESCRIPTION
La présente invention a trait au domaine des communications. Plus particulièrement l'invention concerne des dispositifs de traitement d'écho acoustique à gains variables et/ou par filtrage adaptatif, destiné à atténuer dans un signal de retour des composantes d'écho d'un signal direct. L'invention s'applique aux systèmes de communication de type monovoie comme aux systèmes de type multivoies.
L'écho acoustique existe • principalement dans certains types de communications où le terminal d'un utilisateur distant se compose d'un (ou plusieurs) haut-parleur(s) se substituant à l'écouteur, et d'un (ou plusieurs) microphone(s) directif(s). Il s'agit par exemple d'équipements d'audioconférences ou de postes fonctionnant en "mains libres" tels que des téléphones mobiles. Son origine est simple : sans précautions particulières, le son émis par le haut-parleur subit des réflexions multiples (contre les murs, le plafond etc.) constituant autant d'échos différents, qui sont captés par le microphone au même titre que la parole utile. L'ensemble constitué du haut- parleur, du microphone, et de leur environnement physique constitue ainsi un système générateur d'écho.
Le problème de l'écho acoustique a fait l'objet de nombreuses études tant dans le cas monovoie (un seul microphone et un seul haut-parleur) que dans le cas multivoies (plusieurs microphones et plusieurs haut-parleurs). Le problème d'écho dans le cas multivoie est semblable à celui du cas monovoie, à la différence près qu'il faut prendre en considération tous les couplages acoustiques possibles entre les divers microphones et haut-parleurs. Parmi les techniques de traitement d'écho les plus couramment utilisées, on trouve les techniques de suppression d'écho à variation de gains et les techniques d'annulation d'écho par filtrage adaptatif. Dans un système de suppression d'écho à gains variables, un gain en réception est appliqué au signal (signal direct) qui doit être appliqué au haut- parleur (entrée du système générateur d'écho), et un gain en émission est appliqué au signal issu du microphone (sortie du système générateur d'écho) formant le signal de retour. Un tel système de suppression d'écho est décrit dans le document brevet français N° 2 748 184.
Typiquement, des détecteurs d'activité vocale en réception (DAVR) et en émission (DAVE), ainsi qu'un détecteur de double parole (DDP) fournissent les informations nécessaires aux modules calculant les gains en émission et en réception. Ainsi, lorsque le locuteur distant parle (détection par DAVR), le gain en émission est diminué afin d'atténuer l'écho. En cas de prise de parole par le locuteur local (détection par DAVE), cette contrainte sur le gain en émission est relâchée, et le gain en réception est diminué. En cas de double parole (les deux locuteurs parlent simultanément ; phénomène détecté par DDP), un comparateur détermine le locuteur dont le niveau est le plus élevé et privilégie son sens d'émission, ou bien, un réglage intermédiaire des gains en émission et en réception est établi.
Dans un système d'annulation d'écho par filtrage adaptatif (en anglais, Acoustic Echo Canceler - AEC), un filtre d'identification estime le couplage acoustique entre le haut-parleur et le microphone, et génère un signal qui est utilisé pour annuler l'écho. Le filtre d'identification est classiquement un filtre programmable à réponse impulsionnelle finie dont les coefficients doivent être adaptés, selon un algorithme prédéterminé de mise à jour des coefficients, utilisant un pas d'adaptation. Les coefficients sont adaptés sur la base du signal qui doit être appliqué au haut-parleur. Un tel système d'annulation d'écho est décrit dans le document brevet français N° 2 738 695.
Souvent, un système de suppression d'écho à gains variables est combiné au système d'annulation d'écho, de manière à supprimer le résidu d'écho qui persiste après l'annulation d'écho. Cependant, les systèmes de traitement d'écho précités présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir prendre en compte une variation du couplage acoustique entre le haut-parleur et le microphone lorsque cette variation est indépendante du signal qui est appliqué au haut-parleur.
C'est le cas, par exemple, lorsqu'il existe une possibilité de réglage extérieur du niveau sonore restitué par le haut-parleur (par exemple au moyen d'un potentiomètre). En effet, toute variation du niveau sonore restitué modifie le couplage acoustique entre le haut-parleur et le microphone, et donc l'écho capté par le microphone. Or, le système de traitement d'écho ne prenant en compte que le signal qui est appliqué au haut-parleur et non le signal sonore qui est effectivement restitué par ce dernier, il ne peut donc pas prendre en compte une telle modification du couplage acoustique dans son processus de calcul. ι
Ainsi, si le niveau de restitution sonore a été diminué alors que le système a été initialisé avec un réglage de niveau sonore maximal, dans le cas par exemple, d'un état double parole, il pourra se produire des coupures ou des troncatures dans la parole distante (émise par le haut-parleur).
De même, lorsque, dans le terminal de communication utilisé, le microphone et le haut-parleur sont physiquement indépendants l'un de l'autre, leur distance respective peut varier, ce qui entraîne une variation du couplage acoustique entre le haut-parleur et le microphone, avec les mêmes conséquences que celles exposées ci-dessus.
Dans le cas multivoies, le problème est le même mais généralisé au couplage existant entre les divers microphones et haut-parleurs.
La présente invention à pour but notamment de remédier aux inconvénients exposés ci-dessus des systèmes de traitement d'écho connus. A cet effet, la présente invention concerne, selon un premier aspect, un dispositif de traitement d'écho pour atténuer dans un signal de retour Y2n des composantes d'écho d'un signal direct X1n, comprenant :
- des moyens de calcul de gains en réception et en émission Grn, Gen ;
- des premiers moyens d'application de gain pour appliquer le gain en réception Grn au signal direct et produire un signal d'entrée X2n émis dans un système générateur d'écho ; - des seconds moyens d'application de gain pour appliquer le gain en émission Gen à un signal de sortie Y1 n issu du système générateur d'écho et produire le signal de retour Y2n.
Conformément à l'invention, ce dispositif de traitement d'écho est remarquable en ce qu'il comporte en outre des moyens de calcul d'une variable de couplage, COR, caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n ; et en ce que les moyens de calcul de gains sont aptes à calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen sur la base de la variable de couplage. La prise en compte du couplage acoustique réel entre le haut-parleur et le microphone dans le pilotage de la variation des gains appliqués en réception et/ou en émission dans le dispositif, permet d'adapter automatiquement la qualité sonore du signal émis et du signal reçu en fonction des changements d'environnement acoustique du dispositif de traitement d'écho et de la position relative des transducteurs (haut-parleur, microphone), ainsi que, par exemple, en fonction du niveau de restitution sonore choisi par l'utilisateur.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dispositif de traitement d'écho comporte des moyens d'estimation de la puissance instantanée du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, et de celle du signal de sortie Y1n. Les moyens de calcul de gains sont alors aptes à calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen sur la base d'une variable G déterminée en fonction des puissances estimées du signal direct ou du signal d'entrée, et du signal de sortie, et en fonction de la variable de couplage COR, selon l'équation suivante :
a - 2=
P2n + COR -Pln où P1n et P2n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, et du signal de sortie Y1n.
Le terme "COR.PIn" dans l'expression de la variable G représente l'énergie du signal sonore effectivement capté par le microphone, donc prenant en compte tous les réglages externes (par ex. niveau de restitution sonore) "non vus" par le système. La variable G varie par conséquent de façon automatique en fonction des changements réels du couplage acoustique haut- parleur/microphone et de ce fait les gains en réception et en émission sont adaptés automatiquement. Selon un second aspect, l'invention concerne un dispositif d'annulation d'écho pour atténuer dans un signal de sortie Y1 n des composantes d'écho d'un signal d'entrée X2n émis dans un système générateur d'écho, comprenant :
- un filtre d'identification à réponse impulsionnelle finie représentative de la réponse du système générateur d'écho, recevant en entrée le signal d'entrée
X2n et générant un signal de filtrage Sn ;
- des moyens de soustraction recevant en entrée, d'une part, un signal Y3n issu du système générateur d'écho, dont au moins une composante est une réponse du système générateur d'écho au signal d'entrée X2n, et d'autre part le signal de filtrage Sn, pour soustraire du signal Y3n le signal de filtrage Sn, et produire le signal de sortie Y1n ;
- des moyens d'adaptation des coefficients du filtre d'identification en fonction d'un pas d'adaptation μn ;
- des moyens de calcul du pas d'adaptation μn. Ce dispositif est remarquable en ce que les moyens de calcul du pas d'adaptation comprennent des moyens d'estimation de la puissance, P1n, du signal d'entrée X2n, et de celle, P3n, du signal Y3n, et des moyens de calcul d'une première variable de couplage, COR2, caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal d'entrée X2n, et le signal Y3h issu du système générateur d'écho ; le pas d'adaptation μn du filtre d'identification étant calculé en fonction des puissances estimées P1 n, P3n, et en fonction de la première variable de couplage COR2.
L'évaluation de la variable de couplage COR2 précitée, permet ainsi de
"piloter" le pas d'adaptation du filtre en fonction du couplage acoustique réel existant entre le signal d'entrée et le signal de sortie du système générateur d'écho. Cela permet d'améliorer la réactivité du dispositif d'annulation d'écho en fonction de changements dans l'environnement acoustique du dispositif, et donc d'améliorer le résultat du traitement de l'écho.
Selon une mode de réalisation préféré, le pas d'adaptation μn est obtenu selon l'équation suivante :
Pin Mn ~ a -Pln + COR2.P3n où α est une constante positive, et, P1n et P3n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n issu du système générateur d'écho.
Selon une variante de réalisation, les moyens de calcul du pas d'adaptation comprennent en outre des moyens de calcul d'une seconde variable de couplage, COR, caractéristique du couplage acoustique entre le signal d'entrée X2n du système générateur d'écho et le signal de sortie Y1n, la seconde variable de couplage COR étant obtenue par un calcul de corrélation entre les signaux d'entrée X2n et de sortie Y1 n ; le pas d'adaptation μn du filtre d'identification étant en outre calculé en fonction de la seconde variable de couplage COR.
Par la prise en compte additionnelle de la seconde variable de couplage (COR), il est possible de connaître l'état de convergence du filtre d'identification et de contrôler ainsi plus finement le pas d'adaptation. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un dispositif de traitement d'écho pour système de communication multivoies comprenant une pluralité N de voies de réception, N étant un entier supérieur ou égal à 2, et une pluralité M de voies d'émission, M étant un entier supérieur ou égal à 1 ; chacune, i, des N voies de réception comprenant un transducteur de sortie (HPi) qui produit une onde de pression sonore en réponse à un signal d'entrée X2n(i) issu d'un signal direct X1n(i) ; chacune, j, des M voies d'émission comprenant un transducteur d'entrée (MCj) qui convertit une onde de pression sonore en un signal de sortie Y1n(j). Le dispositif de traitement d'écho est destiné à atténuer dans chaque signal de sortie Y1n(j) des composantes d'écho provenant de tout ou partie des N signaux d'entrée X2n(i), et résultant du couplage acoustique existant entre le transducteur d'entrée de la voie d'émission considérée et tout ou partie des M transducteurs de sortie.
Conformément à l'invention, ce dispositif est remarquable en ce qu'il comporte : - des moyens de calcul de gains en réception Grn(i) et de gains en émission Gen(j) ;
- des moyens d'application de gains en réception pour appliquer un gain en réception Grn(i) à chaque signal direct X1n(i) et produire le signal d'entrée X2n(i) correspondant ; - des moyens d'application de gains en émission pour appliquer un gain en émission Gen(j) à chaque signal de sortie Y1n(j) et produire un signal de retour Y2n(j) correspondant ;
- des moyens de calcul, pour chaque voie d'émission j, de N variables de couplage COR(j,i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission et un des N signaux d'entrée X2n(i) ; les moyens de calcul de gains étant aptes à calculer chaque gain en réception Grn(i) et chaque gain en émission Gen(j) sur la base des N variables de couplage COR(j,i) calculées pour la voie d'émission j associée. Les avantages relatifs à ce mode de calcul de gains en ce qui concerne un couple donné (i,j) de voies de réception et d'émission, sont de même nature que ceux obtenus avec un dispositif monovoie à gains variables selon l'invention, tel que brièvement exposé plus haut.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de traitement d'écho comporte des moyens d'estimation de la puissance instantanée, P if, de chaque signal d'entrée X2n(i), et de celle, P2nj , de chaque signal de sortie Y1n(j), les moyens de calcul de gains en émission étant aptes à calculer chaque gain en émission Gen(j) sur la base de N variables G(j, i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant déterminée en fonction des puissances estimées d'un signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission considérée, et en fonction de la variable de couplage COR(j, i) correspondante, chacune des variables G(j,i) étant obtenue selon l'équation suivante :
Figure imgf000010_0001
où P if et Pin désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1n(j) considérés.
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un dispositif d'annulation d'écho pour système de communication multivoies comprenant une pluralité N de voies de réception, N étant un entier supérieur ou égal à 2, et une pluralité M de voies d'émission, M étant un entier supérieur ou égal à 1 ; chacune, i, des N voies de réception comprenant un transducteur de sortie (HPi) qui produit une onde de pression sonore en réponse à un signal d'entrée X2n(i) ; chacune, j, des M voies d'émission comprenant un transducteur d'entrée (MCj) qui convertit une onde de pression sonore en un signal de sortie Y1n(j) ," le dispositif comprenant :
- pour chaque voie d'émission j, N filtres d'identification Fij à coefficients variables pour estimer le couplage acoustique entre chacun des N transducteurs de sortie (HPi) et le transducteur d'entrée (MCj) de la voie d'émission j, et - pour chaque filtre Fij, des moyens d'adaptation des coefficients du filtre en fonction d'un pas d'adaptation μn(i,j), et des moyens de calcul du pas d'adaptation μn(i,j).
Conformément à l'invention, ce dispositif est remarquable en ce qu'il comporte : - des moyens d'estimation de la puissance instantanée Phii de chaque signal d'entrée X2n(i), et de celle 2nj de chaque signal de sortie Y1n(j) ;
- des moyens de calcul, pour chaque voie d'émission j, de N variables de couplage COR(j,i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission et un des N signaux d'entrée X2n(i) ; les moyens de calcul du pas d'adaptation μn(i,j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j étant aptes à calculer le pas d'adaptation μn(i,j) en fonction des puissances estimées in , i variant de 1 à
N, pour les N voies de réception, de la puissance P2n j estimée pour la voie d'émission j, et en fonction des N variables de couplage COR(j, i), i variant de 1 à N, associées à la voie d'émission j.
Selon un mode de réalisation préféré, un pas d'adaptation μn(i, j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j, est obtenu selon l'équation suivante :
P\ μn(i ) = bt • P i + COR(j ) • P2nj + ∑COR(j,k) • Plnk k≠i où bjβst une constante positive.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après de modes préférés de réalisation, faite à l'appui des dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est un schéma-bloc d'un dispositif de traitement d'écho monovoie à gains variables, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est un schéma-bloc d'un dispositif de traitement d'écho monovoie selon un second mode de réalisation de l'invention, le dispositif combinant un système à gains variables et un système d'annulation d'écho ;
- la figure 3 est un schéma-bloc d'un dispositif d'annulation d'écho monovoie selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est un schéma-bloc d'un dispositif d'annulation d'écho monovoie selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est un schéma-bloc d'un dispositif de traitement d'écho monovoie selon l'invention combinant les premier et quatrième modes de réalisation de l'invention ;
- la figure 6 est un schéma-bloc d'un dispositif de traitement d'écho multivoies à gains variables selon un cinquième mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 7 est un schéma-bloc d'un dispositif d'annulation d'écho multivoies selon un sixième mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre un dispositif de traitement d'écho monovoie à gains variables, selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif est intégré par exemple dans un poste téléphonique mains libres.
Comme représenté à la figure 1 , ce dispositif reçoit et émet des signaux numériques X1 n, Y2n appelés respectivement signal direct et signal de retour. Le dispositif de traitement d'écho comporte un module 36 de calcul de gains en réception (Grn) et en émission (Gen). Le gain en réception Grn est appliqué au signal direct X1 n au moyen d'un multiplieur 10 afin d'obtenir un signal d'entrée X2n émis dans un système générateur d'écho 26. De même, le gain en émission Gen est appliqué à un signal de sortie Y1n issu du système générateur d'écho, au moyen d'un multiplieur 12 afin de produire le signal de retour Y2n.
Le signal d'entrée X2n est délivré à un haut-parleur 22 via un convertisseur numérique analogique (CNA) 14 et un amplificateur 18. L'amplificateur 18 est typiquement à gain variable, de sorte qu'un utilisateur du dispositif puisse régler à sa convenance le volume du son délivré par le haut- parleur 22.
De manière similaire, le signal de sortie Y1 n est obtenu à partir d'un microphone 24, via un amplificateur 20 et un convertisseur analogique numérique (CAN) 16.
Dans l'exemple représenté, le dispositif comporte un seul haut-parleur 22 et un seul microphone 24 faisant partie du système 26 générateur d'écho. Cependant, le dispositif de l'invention représenté à la figure 1 s'applique également à un système dans lequel le signal d'entrée X2n est émis dans le système générateur d'écho au moyen de plusieurs haut-parleurs (22) diffusant le même signal sonore, et dans lequel le signal de sortie Y1n est obtenu à partir du système générateur d'écho par l'intermédiaire de plusieurs microphones (24).
Conformément à l'invention, le dispositif de traitement d'écho comporte un module 30 de calcul d'une variable de couplage, désignée ici par "COR", caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1 n.
A cet effet, le module de calcul 30 comprend une unité de calcul 34. La variable de couplage COR est calculée par l'unité 34 puis utilisée par le module 36 de calcul de gains, pour calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen. Selon le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, le module 30 de calcul de la variable de couplage (COR) comprend une unité 28 d'estimation de la puissance instantanée (P1n) du signal d'entrée X2n et/ou du signal direct X1n, et une unité d'estimation de celle (P2n) du signal de sortie Y1n.
Dans ce mode de réalisation, le module 36 de calcul de gains est conçu pour calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen sur la base d'une variable G calculée, par l'unité de calcul 34, en fonction d'une part, de la puissance estimée P1n du signal direct et/ou du signal d'entrée, et de la puissance estimée P2n du signal de sortie, et, d'autre part, en fonction de la variable de couplage COR. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la variable G est déterminée par l'unité 34 de calcul selon l'équation suivante : P2n
Pln + COR - Pbi où P1n et P2n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, et du signal de sortie Y1n. Ainsi, un niveau de corrélation important (couplage fort) entre le signal direct X1 n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n, conduira à une valeur faible de la variable G de manière à supprimer l'écho, alors qu'un couplage faible aura l'effet inverse sur la variable G. Selon une implémentation préférée de l'invention, les gains en réception
Grn et en émission Gen sont alors déterminés de façon récursive par le module
36 de calcul de gains, selon les équations suivantes :
Gen = γ - Gen_, + (l -γ) - G
Grn = l ~δ - Gen ' où Gen-1 désigne la valeur du gain en émission à l'instant de calcul précédent, et γ et δ désignent des constantes positives inférieures à 1.
Le calcul de gains ci-dessus (équation (2)), donné à titre d'exemple de réalisation, dérive d'un mode de calcul exposé dans le document brevet N° 2 748 184, modifié conformément à l'invention par la prise en compte dans celui- ci de la variable G définie plus haut (équation (1 )). Selon une implémentation particulière, de bons résultats ont été obtenus avec γ égal à 0,95 pour un calcul effectué à la fréquence de 8 kiloHertz (kHz).
Avec le mode de calcul ci-dessus, les gains en réception et en émission sont directement liés à la variable G, ce qui permet de traiter l'écho de manière adaptative en fonction des caractéristiques réelles du système générateur d'écho. En outre, la plage de variation du gain en émission Gen est une fonction décroissante de la variable G, ce qui permet d'améliorer automatiquement, par une augmentation du gain, la qualité sonore perçue par le locuteur distant, lorsque la composante d'écho du signal capté par le microphone diminue.
Par ailleurs, on notera que ces avantages ont été obtenus sans recourir à des détecteurs d'activité vocale ou de double parole, qui sont des éléments complexes et de fiabilité parfois insuffisante dans les dispositifs de traitement d'écho connus.
Calcul de la variable de couplage (COR) Conformément à l'invention, la variable de couplage COR - qui caractérise le couplage acoustique existant entre le signal direct X1 n (ou le signal d'entrée X2n), et le signal de sortie Y1n - est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal direct X1 n (ou le signal d'entrée X2n), et le signal de sortie Y1n.
On peut par exemple utiliser un calcul de corrélation d'enveloppes. Ainsi selon un mode de réalisation particulier, la variable de couplage COR est définie comme étant une fonction de la valeur maximale, Maxcor, de valeurs de corrélation corr(j) entre le signal direct X1 n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1 n. Les valeurs de corrélation corr(j) sont calculées sur une fenêtre temporelle considérée, chacune d'entre elles étant obtenue selon l'équation suivante :
LM-1 ∑Pl(i) - P2(i + j)
Figure imgf000015_0001
i=0 où : i représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, j représente une valeur de décalage entre les signaux d'entrée X2n et de sortie Y1 n ; et P1 (t) et P2(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal direct X1 n ou du signal d'entrée X2n, et du signal de sortie Y1 n.
En pratique, le calcul de corrélation d'enveloppes est effectué sur des fenêtres temporelles de 1 seconde pour chaque signal (entrée et sortie), et un décalage maximal de 300 millisecondes entre les signaux. Le calcul est effectué à une fréquence d'échantillonnage réduite de 125 Hertz.
Dans ce mode de réalisation, on obtient de très bons résultats avec la variable COR définie selon l'équation suivante :
COR = Exp{kMaxcor) (4) où Exp désigne la fonction exponentielle, et k est une constante positive. En pratique, de très bons résultats ont été obtenus avec k égal à 3. Par ailleurs il est conseillé de limiter le terme Exp( Maxcor) à 25, ce qui correspond à une corrélation maximum de 1 ,07. En liaison avec la figure 2 on va décrire un dispositif de traitement d'écho monovoie selon un second mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif combine un système à gains variables, tel que décrit ci-dessus en référence à la figurel , et un système d'annulation d'écho. Le dispositif de traitement d'écho représenté à la figure 2, comporte comme celui représenté à la figure 1 , un module 36 de calcul de gains en réception (Grn) et en émission (Gen), et un module 30 d'évaluation, au travers de la détermination de la variable COR, du couplage acoustique existant entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n. Les caractéristiques et le fonctionnement des modules 30 et 36 de la figure 2 est identique à ceux de la figure 1.
Conformément à l'invention ce dispositif peut inclure en outre un dispositif d'annulation d'écho 40 recevant en entrée, d'une part, le signal d'entrée X2n émis dans le système générateur d'écho 26, et d'autre part, un signal Y3n issu du système générateur d'écho 26. Le système d'annulation d'écho 40 comprend, de manière classique, un filtre d'identification 42 à réponse impulsionnelle finie représentative de la réponse du système générateur d'écho (26).
En fonctionnement, le filtre d'identification 42 produit un signal de filtrage Sn, et soustrait, au moyen d'un soustracteur 44, le signal de filtrage Sn du signal Y3n. Il produit alors le signal de sortie Y1n qui est reçu en entrée par le multiplieur 12 afin de lui appliquer un gain en émission Gen, calculé par le module 36.
Dans ce mode de réalisation, le système est initialisé avec l'annuleur d'écho 40 inactif (il n'a pas encore convergé) de manière à garantir la stabilité sans Larsen. Ensuite, lorsque le filtre d'identification 42 a convergé, une évaluation du couplage (variable COR) est effectuée, de manière non intrusive, par le module 30. Le calcul de corrélation est mesuré dans ce mode de réalisation, entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal Y1n qui est ici le signal "résidu" issu de l'annuleur d'écho (40). Ensuite, le couplage acoustique est évalué de manière cyclique de façon à adapter automatiquement la valeur des gains en émission et en réception en fonction des variations du couplage acoustique.
Dans ce mode de réalisation, on cumule les effets d'un dispositif d'annulation d'écho (40) classique, avec un dispositif de traitement d'écho à gains variables (fig. 1) conforme à l'invention, pour obtenir un traitement optimal de l'écho.
En pratique, dans ce mode de réalisation, on obtient de très bons résultats avec la variable COR, fonction de Maxcor (cf. définition supra), définie comme suit : COR = 0,15-Exp(Maxcor) (5)
En liaison avec la figure 3, on va à présent décrire un dispositif d'annulation d'écho monovoie, selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le principe de l'estimation du couplage acoustique entre des signaux d'entrée et de sortie d'un système générateur d'écho, avec calcul de variable de couplage (COR) tel que décrit supra, est appliqué au calcul du pas d'adaptation du filtre d'un dispositif d'annulation d'écho.
Comme représenté à la figure 3, un dispositif d'annulation d'écho selon l'invention comprend classiquement un filtre d'identification 42 à réponse impulsionnelle finie représentative de la réponse du système générateur d'écho 26. Le système générateur d'écho est constitué par l'ensemble formé du haut- parleur 22, du microphone 24, et de leur environnement physique (murs, bruit de fond, etc. ). Le filtre 42 reçoit entrée un signal d'entrée X2n qui est émis dans le système générateur d'écho 26 (via un CNA 14 et un amplificateur 18), et génère un signal de filtrage Sn.
Le dispositif d'annulation d'écho comprend un soustracteur 44 qui reçoit en entrée, d'une part un signal Y3n issu du système générateur d'écho (via un amplificateur 20 et un CAN 16). Par conséquent, au moins une composante du signal Y3n est une réponse du système générateur d'écho au signal d'entrée X2n. D'autre part, le soustracteur 44 reçoit en entrée le signal de filtrage Sn, et soustrait ainsi le signal de filtrage Sn du signal Y3n pour produire un sjgnal de sortie Y1n.
Le dispositif d'annulation d'écho comprend un module de mise à jour 46 des coefficients du filtre d'identification en fonction d'un pas d'adaptation μn. Il comprend enfin un module de calcul 50 du pas d'adaptation μn.
Le module 50 de calcul du pas d'adaptation du filtre comprend des unités 28, 48 d'estimation de la puissance, P1n, du signal d'entrée X2n, et de celle, P3n, du signal Y3n. Le module 50 comporte en outre une unité 52 de calcul d'une variable de couplage, COR2, caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal d'entrée X2n, et le signal Y3n issu du système générateur d'écho (26).
Le module 50 comporte enfin une unité 54 de calcul du pas.
Conformément à la présente invention, le pas d'adaptation μn du filtre d'identification est calculé en fonction des puissances estimées P1n, P3n, et en fonction de la variable de couplage COR2.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le pas d'adaptation μn est obtenu selon l'équation suivante :
n = (6) n a - Pln + COR2.P3n où α est une constante positive, et, P1 n et P3n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n issu du système générateur d'écho.
L'évaluation de la variable de couplage COR2 précitée, permet ainsi de "piloter" le pas d'adaptation du filtre en fonction du couplage acoustique réel existant entre le signal d'entrée et le signal de sortie du système générateur d'écho. Cela permet d'améliorer la réactivité du dispositif d'annulation d'écho en fonction de changements dans l'environnement acoustique du dispositif - par exemple, suite à une variation du volume de restitution sonore réglé par l'utilisateur du dispositif, ou une utilisation du dispositif dans un environnement bruité (rue, voiture,...) - et donc, d'améliorer le résultat du traitement de l'écho. Selon le même principe que pour la variable COR définie plus haut en liaison avec la figure 1 , la variable de couplage COR2 est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal d'entrée X2n et le signal Y3n. En pratique, il s'agit également d'un calcul de corrélation d'enveloppes. Dans une implémentation préférée, la variable de couplage COR2 est définie comme étant une fonction de la valeur maximale, désignée par "Maxcor2", des valeurs de corrélation, désignées par '"corr2(j)", calculées sur une fenêtre temporelle considérée. Chacune des valeurs de corrélation corr2(j) est calculée selon l'équation suivante :
LM-1 ∑Pl(i) - P3(i + j)
Figure imgf000019_0001
=0 où : i représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, j représente une valeur de décalage entre le signal d'entrée X2n et le signal Y3n ; et P1(t) et P3(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n.
Dans ce mode de réalisation, on obtient de très bons résultats avec la variable COR2 définie selon l'équation suivante :
COR2 = - (8)
Maxcor! où k est une constante positive.
Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'annulation d'écho monovoie décrit ci-dessus peut être complété par un module de calcul d'une seconde variable de couplage, désignée par COR (par analogie avec celle de la fig. 1), caractéristique du couplage acoustique entre le signal d'entrée X2n du système générateur d'écho, et le signal de sortie Y1n issu du soustracteur 44 de l'annuleur d'écho. La figure 4 représente un dispositif d'annulation d'écho conforme à ce quatrième mode de réalisation. Comme représenté à la figure 4, le dispositif d'annulation d'écho comporte un module de calcul 50 du pas d'adaptation μn de structure similaire à celui décrit en liaison avec la figure 3. Le dispositif comporte en outre une unité 30a de calcul d'une seconde variable de couplage,
COR.
La variable COR est caractéristique du couplage acoustique entre le signal d'entrée X2n du système générateur d'écho 26 et le signal de sortie Y1 n.
La seconde variable de couplage COR est obtenue par un calcul de corrélation entre les signaux d'entrée X2n et de sortie Y1 n.
La structure de l'unité 30a de calcul est similaire à l'unité 30 décrite plus haut en référence à la figure 1.
Dans le cadre du mode de réalisation illustré en liaison avec la figure 4, la seconde variable COR est obtenue selon le même principe que pour la variable COR définie plus haut en liaison à la figure 1, c'est-à-dire selon un calcul de corrélation d'enveloppes entre les signaux d'entrée X2n et de sortie
Y1n. En particulier, la variable COR est définie comme étant une fonction de la valeur maximale, Maxcor, de valeurs de corrélation corr(j) entre le signal d'entrée X2n et le signal de sortie Y1n. La seconde variable de couplage COR calculée par l'unité 30a est fournie à l'unité 54 (voir fig. 3) de calcul du pas d'adaptation du filtre, de sorte que le pas d'adaptation μn est en outre calculé en fonction de la seconde variable de couplage COR.
En pratique, le pas d'adaptation μn est calculé selon l'équation suivante :
COR P n μn = (9)
™ COR2 a.Pln + COR2 - P3n où α est une constante positive, et, P1 n et P3n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n issu du système générateur d'écho.
Dans le mode de réalisation dans lequel la variable COR est une fonction prédéterminée, f, de la variable Maxcor, et la variable COR2 est une fonction prédéterminée, g, de la variable Maxcor2 (voir définition plus haut), l'équation (9) ci-dessus peut donc être exprimée sous la forme suivante :
i — j f( Maxcor) ι_ . Pin ( , 9a^ n g{Maxcor2) a.Pln + COR2 • P3n Par la prise en compte additionnelle de la seconde variable de couplage (COR), il est possible de connaître l'état de convergence du filtre d'identification et de contrôler ainsi plus finement le pas d'adaptation.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on peut combiner le dispositif de traitement d'écho décrit plus haut en liaison avec la figure 1 et celui décrit ci-dessus en liaison avec la figure 4. Un tel dispositif est illustré par la figure 5.
Sur la figure 5, les éléments référencés 10, 12, 36, 30 sont identiques à celles représentés à la figure 1 et constituent un dispositif selon T'invention de traitement d'écho monovoie à gains variables. D'autre part, les éléments 50, 46, 40 sont identiques à ceux du dispositif d'annulation d'écho représenté à la figure 4. Lorsque les blocs 30 et 50 sont adaptés de telle sorte que le bloc 30 puisse délivrer la variable COR au bloc 50 et ce dernier puisse calculer le pas d'adaptation du filtre 42 en fonction des variables COR, COR2 comme exposé supra, on obtient alors une combinaison des systèmes décrits en liaison avec les figures 1 et 4, permettant de cumuler les avantages procurés par chacun des deux systèmes.
La présente invention s'applique aussi à des dispositifs de traitement d'écho destinés à un système de communication multivoies. Ainsi, en référence à la figure 6, on va maintenant décrire un dispositif de traitement d'écho multivoies à gains variables, selon un cinquième mode de réalisation de l'invention.
Comme représenté à la figure 6, un dispositif de traitement d'écho multivoies à gains variables selon l'invention, est destiné à être utilisé pour un système de communication multivoies comprenant une pluralité N de voies de réception, N étant un entier supérieur ou égal à 2, et une pluralité M de voies d'émission, M étant un entier supérieur ou égal à 1.
Chacune, i, des N voies de réception comprend un transducteur de sortie HPi, typiquement un haut-parleur, qui produit une onde de pression sonore en réponse à un signal d'entrée X2n(i) issu d'un signal direct X1 n(i).
Chacune, j, des M voies d'émission comprend un transducteur d'entrée MCj, typiquement un microphone, qui convertit une onde de pression sonore en un signal de sortie Y1n(j).
Un tel dispositif de traitement d'écho est destiné à atténuer dans chaque signal de sortie Y1 n(j) des composantes d'écho provenant de tout ou partie des N signaux d'entrée X2n(i), et résultant du couplage acoustique existant entre le microphone de la voie d'émission considérée et tout ou partie des N haut- parleurs.
Comme représenté sur la figure 6, un dispositif de traitement d'écho multivoies à gains variables selon l'invention, comprend un module 64 de calcul de gains en réception Grn(i) et de gains en émission GenG).
Il comprend en outre N multiplieurs 68 destinés à appliquer un gain en réception Grn(i) à chaque signal direct X1n(i) et produire le signal d'entrée X2n(i) correspondant. De façon similaire, le dispositif comprend des multiplieurs 66 pour appliquer un gain en émission Gen(j) a chaque signal de sortie Y1n(j) et produire un signal de retour Y2n(j) correspondant.
Il comprend d'autre part, un module de calcul 62 chargé de calculer, pour chaque voie d'émission j, N variables de couplage COR(j,i), i variant de 1 à N, chacune des N variables étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission j considérée et un des N signaux d'entrée X2n(i).
Conformément à l'invention, le module 64 de calcul de gains calcule chaque gain en réception Grn(i), et chaque gain en émission Gen(j) sur la base des N variables de couplage COR(j,i) calculées pour la voie d'émission j associée. Les avantages relatifs à ce mode de calcul de gains en ce qui concerne un couple donné (i,j) de voies de réception et d'émission, sont de même nature que ceux obtenus avec un dispositif monovoie à gains variables selon l'invention, décrit plus haut en liaison avec la figure 1. Par ailleurs, selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de traitement d'écho multivoies représenté à la figure 6, comprend un module de calcul de puissance (non représenté) apte à estimer la puissance instantanée, Plni de chaque signal d'entrée X2n(i), et de celle, P2n j , de chaque signal de sortie Y1n(j). Dans ce mode de réalisation, chaque module 62 de calcul de variables de corrélation (COR) calcule en outre N variables G(j, i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant déterminée en fonction de la puissance estimée Plni d'un signal d'entrée X2n(i), et de celle Pin du signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission considérée. Selon l'invention chacune des variables G(j,i) est obtenue selon l'équation suivante :
P2n ;
G(j,i) = (10)
Plrij + COR(j ) • P nt où P i et Plri i désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1n(j) considérés. Chaque module 64 de calcul de gains calcule alors chaque gain en émission Gen(j) sur la base des N variables G(j,î), et en fonction de la variable de couplage COR(j, i) correspondante.
Selon une implémentation préférée, chaque gain en émission Gen(j) est déterminé à partir de la valeur minimale des N variables G(j,i), i variant de 1 à N, calculées pour la voie d'émission j associée.
En pratique, chaque gain en émission Gen(j) est déterminé selon l'équation suivante :
Gen (j) = ? • Gen_xU) + (l - ?) - m i(GU )) (11) où : (3en-1(j) désigne la valeur du gain en émission de la voie d'émission j à l'instant de calcul précédent, γ désigne une constante positive inférieure à 1, et minz-(G(y5 ) désigne la valeur minimale des N variables G(j,i), i variant de 1 à N.
En prenant la valeur minimale min i(G(j,i)) on applique à la voie j considérée le plus petit gain (c.-à-d., le plus grand affaiblissement), qui tient par conséquent compte de la valeur de couplage la plus grande dans tous les chemins d'écho possibles du système. De préférence (mais non nécessairement) en combinaison avec le mode de calcul des gains en émission, exposé ci-dessus, tous les gains en réception Grn(i) ont la même valeur déterminée selon l'équation suivante :
Grn (i) = l- δ - maxj (Gen (j)) ( 2) où δ désigne une constante positive inférieure à 1, et max^Ge^)) désigne la valeur maximale des M gains en émission Gen(j), j variant de 1 à M.
Cependant, selon une autre implémentation du dispositif représenté à la figure 6, chacun des gains en réception Grn(i) est choisi égal à 1. Cette solution présente l'avantage de simplifier le mode de calcul des gains, tout en procurant de très bons résultats de traitement d'écho.
Calcul de chaque variable de couplage (COR(i.i)
Conformément à l'invention, chaque variable de couplage COR(jj) est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal de sortie Y1 nβ) et le signal d'entrée X2n(i), correspondants. Selon une implémentation préférée, on effectue un calcul de corrélation d'enveloppes.
En pratique, chaque variable de couplage COR(j,i) est obtenue à partir de la valeur maximale, Maxcor, des valeurs de corrélation corrβ(d) entre le signal de sortie Y1n(j) et le signal d'entrée X2n(i) correspondants, ces valeurs de corrélation con-β(d) étant calculées sur une fenêtre temporelle prédéfinie. Chacune des valeurs de corrélation est obtenue selon l'équation suivante : LM-1 ∑Plni(c) ' P2nj(c + d)
COrrJi W = C=° LM-1 <13>
Figure imgf000025_0001
Pï ftc c=0 où : c représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, d représente une valeur de décalage entre les signaux d'entrée X2n(i) et de sortie Y1 n(j) ; et
Plniif) et P2nj{t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i) et du signal de sortie Y1 n(j) considérés.
En liaison avec la figure 7, on va décrire un dispositif d'annulation d'écho multivoies selon un sixième mode de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation peut être considéré comme la généralisation au cas multivoies des dispositifs d'annulation d'écho monovoie décrits plus haut en liaison avec les figures 3 et 4.
Comme représenté à la figure 7, un dispositif d'annulation d'écho multivoies selon l'invention, comprend une pluralité N de voies de réception, N étant un entier supérieur ou égal à 2, et une pluralité M de voies d'émission, M étant un entier supérieur ou égal à 1. Chacune, i, des N voies de réception comprenant un transducteur de sortie (haut-parleur) HPi qui produit une onde de pression sonore en réponse à un signal d'entrée X2n(i). D'autre part, chacune, j, des M voies d'émission comprend un transducteur d'entrée (microphone) MCj qui convertit une onde de pression sonore en un signal de sortie Y1n(j). Par ailleurs, le dispositif d'annulation d'écho comprend, pour chaque voie d'émission j, N filtres d'identification Fij à coefficients variables pour estimer le couplage acoustique entre chacun des N haut-parleurs HPi et le microphone MCj de la voie d'émission j. Il comprend d'autre part, pour chaque filtre Fij, des moyens d'adaptation (non représentés) des coefficients du filtre en fonction d'un pas d'adaptation μn(i,j), et des moyens de calcul (non représentés) du pas d'adaptation μn(i,j).
Chaque filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j génère un signal de filtrage qui est soustrait au signal de sortie Y1 n(j) pour fournir un signal filtré Y2n(j)-
Conformément à l'invention, le dispositif comprend en outre des moyens (non représentés) d'estimation de la puissance instantanée Plni de chaque signal d'entrée X2n(i), et de celle P2n j de chaque signal de sortie Y1n(j). II comprend aussi des moyens de calcul (non représentés), pour chaque voie d'émission j, de N variables de couplage COR(j,i) (i variant de 1 à N), chacune desquelles étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission considérée et un des N signaux d'entrée X2n(i). Les moyens de calcul du pas d'adaptation μn(i,j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j données, calculent le pas d'adaptation μn(i,j) en fonction :
- des puissances estimées _P1«Z- (i variant de 1 à N) calculées pour les N voies de réception i, - de la puissance estimée P2n ,• calculée pour la voie d'émission j, et
- des N variables de couplage COR(j, i), i variant de 1 à N, associées à la voie d'émission j considérée.
Calcul de chaque variable de couplage (COR(i.i) Dans ce mode de réalisation, chacune des variables de couplage
COR(j, i) est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal de sortie Y1n(j) et le signal d'entrée X2n(i) associés au couple considéré de voies (i, j) de réception et d'émission. De même que pour les autres modes de réalisation de l'invention décrits supra, selon une implémentation préférée, ce calcul de corrélation est un calcul de corrélation d'enveloppes.
En pratique, chaque variable de couplage COR(j ) est obtenue comme une fonction de la valeur maximale, Maxcor(j ) , des valeurs de corrélation, corrβ(d) , calculées sur une fenêtre temporelle considérée,
chacune des valeurs de corrélation corrβ{d) étant calculée selon l'équation suivante :
corrβ(d) (14)
Figure imgf000027_0001
c=0 où : c représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, d représente une valeur de décalage entre les signaux d'entrée X2n(i) et de sortie Y1 n(j) ; et -Pl«/( et P2n ï) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1n(j).
En pratique, chaque variable de couplage COR(j,i) est liée à la valeur maximale Maxcor(j ) des valeurs de corrélation corrβ(d) , selon l'équation suivante :
COR(j ) = k (15)
Maxcor(j,ι) où k est une constante positive.
Calcul du pas d'adaptation a \. \) pour un filtre Fii Dans ce mode de réalisation, un pas d'adaptation μn(i, j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j, est obtenu selon l'équation suivante :
Figure imgf000028_0001
où biβst une constante positive.
Grâce à la présence du terme ∑C0R j,k)-Pink dans l'expression du pas k≠i μn(i, j) ci-dessus, les voies de réception, autres que la voie i considérée, ne viennent pas perturber la convergence du filtre Fij, et cela, en provoquant une diminution automatique de la valeur du pas. D'autre part, la présence des variables COR(j, k) permet de mesurer l'influence réelle des voies de réception autres que la voie i considérée, sur la voie d'émission j.
De façon similaire au cas monovoie décrit plus haut en liaison avec la figure 4, selon une variante de réalisation, le dispositif d'annulation d'écho multivoies représenté à la figure 7, peut comprendre en outre des moyens de calcul, pour chaque voie d'émission j, de N secondes variables de couplage COR2(j, i), i variant de 1 à N.
Chacune des secondes variables de couplage est caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal filtré Y2n(j) de la voie d'émission j considérée et un des N signaux d'entrée X2n(i). Dans ce mode de réalisation, le pas d'adaptation μn(i,j) d'un filtre d'identification Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j, est calculé en fonction des N premières variables CORG, i) et des N secondes variables de couplage COR2(j, i).
Dans une implémentation préférée, le pas d'adaptation μn(i, j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j, est obtenu selon l'équation suivante : μn( j) =
CORU ) P H (17)
COR2(j ) bi • Plrii + COR(j ) • P2nj + ∑COR(j,k) • Plnk k≠i où bjβst une constante positive.
On peut aussi combiner un dispositif de traitement d'écho multivoies à gains variables selon l'invention (fig. 6) et un dispositif d'annulation d'écho multivoies selon l'invention (fig. 7), pour en cumuler les avantages.
Dans ce cas, un tel dispositif multivoies (non représenté dans les dessins) comporte, pour chaque couple de voies de réception i et d'émission j, des moyens d'application de gains destinés à appliquer un gain en réception
Grn(i) sur le signal d'entrée X2n(i), et un gain en émission Gen(j) sur le signal filtré Y2nfl).
Les gains Grn(i), Gen(j) sont alors calculés sur la base des N secondes variables de couplage COR2(j, i) déterminées pour la voie d'émission j, selon le même principe que pour le dispositif décrit plus haut en relation avec la figure 6.
De manière pratique, les différents dispositifs de traitement d'écho selon la présente invention, décrits ci-dessus, peuvent être réalisés, de façon usuelle, en programmant un processeur spécialisé pour le traitement du signal (digital signal processor - DSP). Ils peuvent être également réalisés au moyen de circuits intégrés spécifiques (ASIC) dédiés à ces applications. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ici, mais englobe, bien au contraire, toute variante à la portée de l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de traitement d'écho pour atténuer dans un signal de retour Y2n des composantes d'écho d'un signal direct X1n, comprenant : - des moyens de calcul de gains (36) en réception et en émission Grn,
Gen ;
- des premiers moyens d'application de gain (10) pour appliquer le gain en réception Grn au signal direct et produire un signal d'entrée X2n émis dans un système générateur d'écho (26) ; - des seconds moyens d'application de gain (12) pour appliquer le gain en émission Gen à un signal de sortie Y1 n issu du système générateur d'écho (26) et produire le signal de retour Y2n ; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de calcul (30) d'une variable de couplage, COR, caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n ; et en ce que lesdits moyens de calcul de gains (36) sont aptes à calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen sur la base de ladite variable de couplage.
2. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'estimation (28, 32) de la puissance instantanée du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, et de celle du signal de sortie Y1n, lesdits moyens de calcul de gains (36) étant aptes à calculer les gains en réception et en émission Grn, Gen sur la base d'une variable G déterminée en fonction des puissances estimées du signal direct ou du signal d'entrée, et du signal de sortie, et en fonction de la variable de couplage COR, selon l'équation suivante : c ,_ P2n
P2n + COR - Pln où P1n et P2n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, et du signal de sortie Y1n.
3. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de calcul de gains (36) déterminent de façon récursive les gains en réception Grn et en émission Gen selon les équations suivantes :
Gen = γ - Gen^ + (l - γ) - G Grn = l - δ - Gen où Gen-1 désigne la valeur du gain en émission à l'instant de calcul précédent, et γ et δ désignent des constantes positives inférieures à 1.
4. Dispositif de traitement d'écho selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la variable de couplage COR est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n.
5. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit calcul de corrélation entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n, est un calcul de corrélation d'enveloppes.
6. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 5, caractérisé en ce que, selon ledit calcul de corrélation d'enveloppes, la variable de couplage COR est une fonction de la valeur maximale, Maxcor, de valeurs de corrélation corr(j) entre le signal direct X1n ou le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n, lesdites valeurs de corrélation corry') étant calculées sur une fenêtre temporelle considérée, chacune d'entre elles étant obtenue selon l'équation suivante :
LM-1 ∑Pl(t) -P2(i + j) corr(j) = _ /=0
LM-1
Σ I2( t'=0 où : i représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, j représente une valeur de décalage entre les signaux d'entrée X2n et de sortie Y1n ; et P1 (t) et P2(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, et du signal de sortie Y1 n.
7. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 6, caractérisé en ce que la variable de couplage COR est liée à la valeur maximale Maxcor des valeurs de corrélation corr(j) calculées sur une fenêtre temporelle de calcul considérée, selon l'équation suivante : COR = Exp kMaxcor) où Exp désigne la fonction exponentielle, et k est une constante positive.
8. Dispositif de traitement d'écho selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le signal d'entrée X2n est émis dans le système générateur d'écho au moyen d'au moins un haut-parleur (22), et dans lequel le signal de sortie Y1n est obtenu à partir du système générateur d'écho par l'intermédiaire d'au moins un microphone (24).
9. Dispositif de traitement d'écho selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il inclut en outre un dispositif d'annulation d'écho (40) recevant en entrée, d'une part, ledit signal d'entrée X2n émis dans le système générateur d'écho (26), et d'autre part, un signal Y3n issu du système générateur d'écho (26), le dispositif d'annulation d'écho (40) comprenant un filtre d'identification (42) à réponse impulsionnelle finie représentative de la réponse du système générateur d'écho (26), le filtre d'identification (42) étant destiné à générer un signal de filtrage Sn, et comprenant des moyens (44) pour soustraire du signal Y3n le signal de filtrage Sn, afin de produire ledit signal de sortie Y1n qui est reçu en entrée par lesdits moyens d'application de gain en émission (12).
10. Dispositif d'annulation d'écho pour atténuer dans un signal de sortie Y1n des composantes d'écho d'un signal d'entrée X2n émis dans un système générateur d'écho (26), comprenant :
- un filtre d'identification (42) à réponse impulsionnelle finie représentative de la réponse du système générateur d'écho (26), recevant en entrée le signal d'entrée X2n et générant un signal de filtrage Sn ;
- des moyens de soustraction (44) recevant en entrée, d'une part, un signal Y3n issu du système générateur d'écho (26), dont au moins une composante est une réponse du système générateur d'écho au signal d'entrée X2n, et d'autre part le signal de filtrage Sn, pour soustraire du signal Y3n le signal de filtrage Sn, et produire le signal de sortie Y1n ;
- des moyens d'adaptation (46) des coefficients du filtre d'identification en fonction d'un pas d'adaptation μn ;
- des moyens de calcul (50) du pas d'adaptation μn ; caractérisé en ce que les moyens de calcul (50) du pas d'adaptation comprennent des moyens d'estimation (28, 48) de la puissance, P1n, du signal d'entrée X2n, et de celle, P3n, du signal Y3n, et des moyens de calcul (52) d'une première variable de couplage, COR2, caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal d'entrée X2n, et le signal Y3n issu du système générateur d'écho (26) ; le pas d'adaptation μn du filtre d'identification étant calculé en fonction des puissances estimées P1n, P3n, et en fonction de la première variable de couplage COR2.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le pas d'adaptation μn est obtenu selon l'équation suivante :
Pin n ~ - Pln + COR2.P3n où est une constante positive, et, P1n et P3n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n issu du système générateur d'écho.
12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que la première variable de couplage COR2 est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal d'entrée X2n et le signal Y3n.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit calcul de corrélation entre le signal d'entrée X2n et le signal Y3n, est un calcul de corrélation d'enveloppes.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la première variable de couplage COR2 est une fonction de la valeur maximale,
Maxcor2, des valeurs de corrélation, corr2(j), calculées sur une fenêtre temporelle considérée, chacune des valeurs de corrélation corr2(j) étant calculée selon l'équation suivante :
LM-1 ∑Pl(i) - P3(i + j) corr2(j) =- i=0
LM-1
Σ I2( i=0 où : i représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, j représente une valeur de décalage entre le signal d'entrée X2n et le signal Y3n ; et
P1 (t) et P3(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la première variable de couplage COR2 est liée à la valeur maximale Maxcor2 desdites valeurs de corrélation corr2(j), selon l'équation suivante : k COR2 = où k est une constante positive.
Maxcor2
16. Dispositif d'annulation d'écho selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que les moyens de calcul du pas d'adaptation comprennent en outre des moyens de calcul (30a) d'une seconde variable de couplage, COR, caractéristique du couplage acoustique entre le signal d'entrée X2n du système générateur d'écho (26) et le signal de sortie Y1n, la seconde variable de couplage COR étant obtenue par un calcul de corrélation entre les signaux d'entrée X2n et de sortie Y1n ; le pas d'adaptation μn du filtre d'identification étant en outre calculé en fonction de la seconde variable de couplage COR.
17. Dispositif d'annulation d'écho selon la revendication 16, caractérisé en ce que la seconde variable de couplage COR est obtenue à partir d'un calcul de corrélation d'enveloppes entre les signaux d'entrée X2n et de sortie Y1n.
18. Dispositif d'annulation d'écho selon la revendication 17, caractérisé en ce que la seconde variable de couplage COR est une fonction de la valeur maximale, Maxcor, de valeurs de corrélation corr(j) entre le signal d'entrée X2n, et le signal de sortie Y1n, lesdites valeurs de corrélation corr(j) étant calculées sur une fenêtre temporelle considérée, chacune d'entre elles étant obtenue selon l'équation suivante :
corr(j) =
Figure imgf000035_0001
ι=0 où : i représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul, de durée LM ; j représente une valeur de décalage entre le signal d'entrée X2n et le signal de sortie Y1n ; et P1(t) et P2(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et du signal de sortie Y1 n.
19. Dispositif d'annulation d'écho selon la revendication 16, 17 ou 18, caractérisé en ce que le pas d'adaptation μn est calculé selon l'équation suivante :
_ COR Pin n ~ COR2 ' a.Pln + COR1 • P3n où α est une constante positive, et, P1n et P3n désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n, et de celle du signal Y3n issu du système générateur d'écho.
20. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 9, dans lequel le dispositif d'annulation d'écho est tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 10 à 15 ; le pas d'adaptation μn du filtre d'identification (42) étant calculé en fonction de la puissance estimée P1n du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, de la puissance estimée P3n du signal Y3n issu du système générateur d'écho (26), et de ladite variable de couplage COR2.
21. Dispositif de traitement d'écho selon la revendication 9, dans lequel le dispositif d'annulation d'écho est tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 16 à 19 ; le pas d'adaptation μn du filtre d'identification (42) étant calculé en fonction de la puissance estimée P1n du signal direct X1n ou du signal d'entrée X2n, de la puissance estimée P3n du signal Y3n issu du système générateur d'écho (26), et desdites variables de couplage COR , COR2.
22. Dispositif de traitement d'écho pour système de communication multivoies comprenant une pluralité N de voies de réception, N étant un entier supérieur ou égal à 2, et une pluralité M de voies d'émission, M étant un entier supérieur ou égal à 1 ; chacune, i, des N voies de réception comprenant un transducteur de sortie (HPi) qui produit une onde de pression sonore en réponse à un signal d'entrée X2n(i) issu d'un signal direct X1n(i) ; chacune, j, des M voies d'émission comprenant un transducteur d'entrée (MCj) qui convertit une onde de pression sonore en un signal de sortie Y1n(j) ; ledit dispositif de traitement d'écho étant destiné à atténuer dans chaque signal de sortie Y1n(j) des composantes d'écho provenant de tout ou partie des N signaux d'entrée X2n(i), et résultant du couplage acoustique existant entre le transducteur d'entrée de la voie d'émission considérée et tout ou partie des M transducteurs de sortie, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens de calcul de gains en réception Grn(i) et de gains en émission Gen(j) ; - des moyens d'application de gains en réception pour appliquer un gain en réception Grn(i) à chaque signal direct X1n(i) et produire le signal d'entrée X2n(i) correspondant ;
- des moyens d'application de gains en émission pour appliquer un gain en émission Geny") à chaque signal de sortie Y1n(j) et produire un signal de retour Y2n(j) correspondant ;
- des moyens de calcul, pour chaque voie d'émission j, de N variables de couplage COR(j,i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal de sortie Y1n(j) de la voie d'émission et un des N signaux d'entrée X2n(i) ; • lesdits moyens de calcul de gains étant aptes à calculer chaque gain en réception Grn(i) et chaque gain en émission GenG) sur la base des N variables de couplage CORG,i) calculées pour la voie d'émission j associée.
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'estimation de la puissance instantanée, l«z-, de chaque signal d'entrée X2n(i), et de celle, Pin ; , de chaque signal de sortie
Y1nG), lesdits moyens de calcul de gains en émission étant aptes à calculer chaque gain en émission GenG) sur la base de N variables GG, i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant déterminée en fonction des puissances estimées d'un signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1nG) de la voie d'émission considérée, et en fonction de la variable de couplage CORG, i) correspondante, chacune des variables G(j,i) étant obtenue selon l'équation suivante : Pin
G(j,i) =
Plnj + COR(j,i) - Plni où Plni et Pin j désignent respectivement une estimation à l'instant considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1nG) considérés.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que chaque gain en émission GenG) est déterminé à partir de la valeur minimale des N variables GG,i), i variant de 1 à N, calculées pour la voie d'émission j associée.
25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que chaque gain en émission GenG) est déterminé selon l'équation suivante :
GenU) = ? - Gen_lU) + (l- ?) - rmni(GU,i)) où Gen-1G) désigne la valeur du gain en émission de la voie d'émission j à l'instant de calcul précédent, γ désigne une constante positive inférieure à 1, et minj(GG,i)) désigne la valeur minimale des N variables G(j,i), i variant de 1 à N.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que tous les gains en réception Grn(i) ont la même valeur déterminée selon l'équation suivante : Grn (i) = 1 - ό • max ; (Gen (j)) où δ désigne une constante positive inférieure à 1, et maXj(GenG)) désigne la valeur maximale des M gains en émission GenG), j variant de 1 à M.
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisé en ce que chacun desdits gains en réception Grn(i) est égal à 1.
28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 27, caractérisé en ce que chaque variable de couplage CORG.i) est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal de sortie Y1nG) et le signal d'entrée X2n(i), correspondants.
29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que le calcul de corrélation entre un signal de sortie Y1nG) et un signal d'entrée X2n(i), est un calcul de corrélation d'enveloppes.
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que, selon ledit calcul de corrélation d'enveloppes, chaque variable de couplage CORGYO est une fonction de la valeur maximale, Maxcor, de valeurs de corrélation corrβ(d) entre le signal de sortie Y1nG) et le signal d'entrée X2n(i), lesdites
valeurs de corrélation corrβ{d) étant calculées sur une fenêtre temporelle prédéfinie, chacune d'entre elles étant obtenue selon l'équation suivante :
Figure imgf000039_0001
c=0 où : c représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, d représente une valeur de décalage entre les signaux d'entrée X2n(i) et de sortie Y1nG) ; et 1Λ,-( et Plnj(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1 nG).
31. Dispositif d'annulation d'écho pour système de communication multivoies comprenant une pluralité N de voies de réception, N étant un entier supérieur ou égal à 2, et une pluralité M de voies d'émission, M étant un entier supérieur ou égal à 1 ; chacune, i, des N voies de réception comprenant un transducteur de sortie (HPi) qui produit une onde de pression sonore en réponse à un signal d'entrée X2n(i) ; chacune, j, des M voies d'émission comprenant un transducteur d'entrée (MCj) qui convertit une onde de pression sonore en un signal de sortie Y1nG) ; le dispositif comprenant :
- pour chaque voie d'émission j, N filtres d'identification Fij à coefficients variables pour estimer le couplage acoustique entre chacun des N transducteurs de sortie (HPi) et le transducteur d'entrée (MCj) de la voie d'émission j, et
- pour chaque filtre Fij, des moyens d'adaptation des coefficients du filtre en fonction d'un pas d'adaptation μn(i,j), et des moyens de calcul du pas d'adaptation μn(i,j) ; le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens d'estimation de la puissance instantanée P îz- de chaque signal d'entrée X2n(i), et de celle P2nj de chaque signal de sortie Y1nG) ;
- des moyens de calcul, pour chaque voie d'émission j, de N variables de couplage CORG.i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal de sortie Y1nG) de la voie d'émission et un des N signaux d'entrée X2n(i) ; les moyens de calcul du pas d'adaptation μn(i,j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j étant aptes à calculer le pas d'adaptation μn(i,j) en fonction des puissances estimées P ni , i variant de 1 à
N, pour les N voies de réception, de la puissance Pin ; estimée pour la voie d'émission j, et en fonction des N variables de couplage CORG, i), i variant de 1 à N, associées à la voie d'émission j.
32. Dispositif selon la revendication 31 , caractérisé en ce qu'un pas d'adaptation μn(i, j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j, est obtenu selon l'équation suivante :
Pl μn(î ) = b • Phii + COR(j ) - P2?ij + ∑COR{j,k) • Plnk k≠i où bjβst une constante positive.
33. Dispositif selon la revendication 31 ou 32, caractérisé en ce qu'une variable de couplage CORG.i) est obtenue à partir d'un calcul de corrélation entre le signal de sortie Y1 nG) et le signal d'entrée X2n(i).
34. Dispositif selon la revendication 33, caractérisé en ce que ledit calcul de corrélation entre le signal de sortie Y1nG) et le signal d'entrée X2n(i), est un calcul de corrélation d'enveloppes.
35. Dispositif selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'une variable de couplage COR(j,i) est une fonction de la valeur maximale,
Maxcor(j ) , des valeurs de corrélation, corrβ(d) , calculées sur une fenêtre
temporelle considérée, chacune des valeurs de corrélation corτβ(d) étant calculée selon l'équation suivante :
Figure imgf000041_0001
c=0 où : c représente un instant d'échantillonnage dans la fenêtre temporelle de calcul de durée LM, d représente une valeur de décalage entre les signaux d'entrée X2n(i) et de sortie Y1nG) ; et Pln^t) et Pln ;(t) représentent respectivement une estimation à un instant t considéré de la puissance du signal d'entrée X2n(i), et du signal de sortie Y1nG).
36. Dispositif selon la revendication 35, caractérisé en ce que la variable de couplage COR(j,i) est liée à la valeur maximale Maxcor(j ) desdites valeurs de corrélation corrβ{d) , selon l'équation suivante :
k
COR(j, 0 = où k est une constante positive.
Maxcor(j )
37. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 31 à 36, dans lequel chaque filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j génère un signal de filtrage qui est soustrait au signal de sortie Y1 n ) pour fournir un signal filtré Y2nG), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de calcul, pour chaque voie d'émission j, de N secondes variables de couplage COR2G,i), i variant de 1 à N, chacune desquelles étant caractéristique du couplage acoustique existant entre le signal filtré Y2nG) de la voie d'émission et un des N signaux d'entrée X2n(i) ; le pas d'adaptation μn(i,j) d'un filtre d'identification Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j étant en outre calculé en fonction desdites N secondes variables de couplage COR2G ).
38. Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'un pas d'adaptation μn(i, j) pour un filtre Fij associé à une voie de réception i et à une voie d'émission j, est obtenu selon l'équation suivante :
CORU ) P^H μn(î ) = COR1U, i) bt • in + COR(j, 0 • Plnj + k) • Plnk
Figure imgf000042_0001
où bjβst une constante positive.
39. Dispositif selon la revendication 37 ou 38, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, pour chaque couple de voies de réception i et d'émission j, des moyens d'application de gains pour appliquer un gain en réception Grn(i) sur le signal d'entrée X2n(i), et un gain en émission GenG) sur le signal filtré Y2nG) ; lesdits gains Grn(i), GenG) étant calculés sur la base des N secondes variables de couplage COR2G,i) déterminées pour la voie d'émission j.
PCT/FR2003/001874 2002-06-28 2003-06-18 Dispositifs de traitement d'echo pour systemes de communication de type monovoie ou multivoies WO2004004298A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE60310560T DE60310560T2 (de) 2002-06-28 2003-06-18 Echoverarbeitungseinrichtungen für einkanalige oder mehrkanalige kommunikationssysteme
US10/519,744 US7403608B2 (en) 2002-06-28 2003-06-18 Echo processing devices for single-channel or multichannel communication systems
JP2004516849A JP4544993B2 (ja) 2002-06-28 2003-06-18 単一チャンネルまたは多重チャンネル型の通信システム用エコー処理装置
EP03761624A EP1518394B1 (fr) 2002-06-28 2003-06-18 Dispositifs de traitement d echo pour systemes de communicat ion de type monovoie ou multivoies

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0208056A FR2841721B1 (fr) 2002-06-28 2002-06-28 Dispositif de traitement d'echo pour systeme de communication de type monovoie ou multivoies
FR02/08056 2002-06-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004004298A1 true WO2004004298A1 (fr) 2004-01-08

Family

ID=29724961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2003/001874 WO2004004298A1 (fr) 2002-06-28 2003-06-18 Dispositifs de traitement d'echo pour systemes de communication de type monovoie ou multivoies

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7403608B2 (fr)
EP (1) EP1518394B1 (fr)
JP (1) JP4544993B2 (fr)
AT (1) ATE349137T1 (fr)
DE (1) DE60310560T2 (fr)
ES (1) ES2279165T3 (fr)
FR (1) FR2841721B1 (fr)
WO (1) WO2004004298A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8381047B2 (en) 2005-11-30 2013-02-19 Microsoft Corporation Predicting degradation of a communication channel below a threshold based on data transmission errors
WO2016132364A1 (fr) * 2015-02-17 2016-08-25 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Dldh, dérivés de ceux-ci et formulations les comprenant pour une utilisation en médecine

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7352858B2 (en) * 2004-06-30 2008-04-01 Microsoft Corporation Multi-channel echo cancellation with round robin regularization
FR2888458A1 (fr) * 2005-07-11 2007-01-12 France Telecom Procede et dispositif de prise de son, notamment dans des terminaux telephoniques en "mains libres"
WO2008112538A1 (fr) * 2007-03-09 2008-09-18 Fortemedia, Inc. Système d'annulation d'écho acoustique
US8526645B2 (en) 2007-05-04 2013-09-03 Personics Holdings Inc. Method and device for in ear canal echo suppression
US11683643B2 (en) 2007-05-04 2023-06-20 Staton Techiya Llc Method and device for in ear canal echo suppression
US9191740B2 (en) * 2007-05-04 2015-11-17 Personics Holdings, Llc Method and apparatus for in-ear canal sound suppression
US10194032B2 (en) 2007-05-04 2019-01-29 Staton Techiya, Llc Method and apparatus for in-ear canal sound suppression
WO2008137870A1 (fr) 2007-05-04 2008-11-13 Personics Holdings Inc. Procédé et dispositif de contrôle de gestion acoustique de multiples microphones
US11856375B2 (en) 2007-05-04 2023-12-26 Staton Techiya Llc Method and device for in-ear echo suppression
JP5281548B2 (ja) * 2009-11-10 2013-09-04 日本電信電話株式会社 音響エコーキャンセル装置、音響エコーキャンセル方法及びそのプログラム
GB2477156A (en) * 2010-01-25 2011-07-27 Iml Ltd Reducing feedback between adjacent handsets in a communication system
US9609423B2 (en) 2013-09-27 2017-03-28 Volt Analytics, Llc Noise abatement system for dental procedures
JP6446893B2 (ja) 2014-07-31 2019-01-09 富士通株式会社 エコー抑圧装置、エコー抑圧方法及びエコー抑圧用コンピュータプログラム
US10566008B2 (en) * 2018-03-02 2020-02-18 Cirrus Logic, Inc. Method and apparatus for acoustic echo suppression
JP7183119B2 (ja) * 2019-06-13 2022-12-05 株式会社デンソーテン 音声信号処理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2738695A1 (fr) * 1995-09-13 1997-03-14 France Telecom Procede et dispositif d'identification adaptative et annuleur d'echo adaptatif incluant un tel dispositif
FR2748184A1 (fr) * 1996-04-26 1997-10-31 France Telecom Procede et dispositif d'annulation d'echo
US6246760B1 (en) * 1996-09-13 2001-06-12 Nippon Telegraph & Telephone Corporation Subband echo cancellation method for multichannel audio teleconference and echo canceller using the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5842345A (ja) * 1981-09-08 1983-03-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ハウリング防止装置
JP2792311B2 (ja) * 1992-01-31 1998-09-03 日本電気株式会社 多チャンネルエコー除去方法および装置
FR2731123B1 (fr) * 1995-02-27 1997-05-09 Prescom Sarl Correction de gain de haut-parleur pour un terminal telephonique mains-libres
US5734715A (en) * 1995-09-13 1998-03-31 France Telecom Process and device for adaptive identification and adaptive echo canceller relating thereto
US5646990A (en) * 1995-09-21 1997-07-08 Rockwell International Corporation Efficient speakerphone anti-howling system
JP3486140B2 (ja) * 1999-09-22 2004-01-13 日本電信電話株式会社 多チャネル音響結合利得低減装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2738695A1 (fr) * 1995-09-13 1997-03-14 France Telecom Procede et dispositif d'identification adaptative et annuleur d'echo adaptatif incluant un tel dispositif
FR2748184A1 (fr) * 1996-04-26 1997-10-31 France Telecom Procede et dispositif d'annulation d'echo
US6246760B1 (en) * 1996-09-13 2001-06-12 Nippon Telegraph & Telephone Corporation Subband echo cancellation method for multichannel audio teleconference and echo canceller using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8381047B2 (en) 2005-11-30 2013-02-19 Microsoft Corporation Predicting degradation of a communication channel below a threshold based on data transmission errors
WO2016132364A1 (fr) * 2015-02-17 2016-08-25 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Dldh, dérivés de ceux-ci et formulations les comprenant pour une utilisation en médecine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005531956A (ja) 2005-10-20
EP1518394A1 (fr) 2005-03-30
JP4544993B2 (ja) 2010-09-15
DE60310560T2 (de) 2007-10-11
DE60310560D1 (de) 2007-02-01
EP1518394B1 (fr) 2006-12-20
US7403608B2 (en) 2008-07-22
ES2279165T3 (es) 2007-08-16
US20060034355A1 (en) 2006-02-16
FR2841721B1 (fr) 2004-08-20
FR2841721A1 (fr) 2004-01-02
ATE349137T1 (de) 2007-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1518394B1 (fr) Dispositifs de traitement d echo pour systemes de communicat ion de type monovoie ou multivoies
EP2057834B1 (fr) Circuit de réduction de l&#39;écho acoustique pour un dispositif &#34;mains libres&#34; utilisable avec un téléphone portable
EP1401183B1 (fr) Procédé et dispositif d&#39;annulation d&#39;echo
EP2518724A1 (fr) Combiné audio micro/casque comprenant des moyens de débruitage d&#39;un signal de parole proche, notamment pour un système de téléphonie &#34;mains libres&#34;
EP1438870A1 (fr) Methode et systeme d&#39;elimination d&#39;interference pour antenne multicapteur
WO1991003116A1 (fr) Dispositif de traitement d&#39;echo notamment acoustique dans une ligne telephonique
EP2262216B1 (fr) Procédé de détection d&#39;une situation de double parole pour dispositif téléphonique &#34;mains libres&#34;
EP1655857B1 (fr) Dispositif et procédé de détection d&#39;une divergence d&#39;un filtre adaptatif
EP1400097B1 (fr) Procede de controle adaptatif de systeme d&#39;annulation d&#39;echo multivoies et dispositif pour mettre en oeuvre le procede
EP2084893B1 (fr) Circuit de réduction de l&#39;écho acoustique pour un dispositif &#34;mains libres&#34; utilisable avec un téléphone portable
FR2515453A1 (fr) Annuleur de brouillage
EP1634435A1 (fr) Procede et dispositif de traitement d&#39;echo
FR2515452A1 (fr) Dispositif de reduction de brouillage et detecteur associe
FR2515454A1 (fr) Dispositif de reduction de brouillage
FR2748184A1 (fr) Procede et dispositif d&#39;annulation d&#39;echo
WO2001043413A1 (fr) Annuleur d&#39;echo dans un systeme de communication au niveau d&#39;un terminal
FR2767941A1 (fr) Suppresseur d&#39;echo par transformation de sens et procede associe
EP1636978A1 (fr) Systeme de traitement numerique d&#39;un signal acoustique ou electrique et poste telephonique equipe d&#39;un tel systeme de traitement
FR2792146A1 (fr) Procede de suppression de l&#39;echo acoustique d&#39;un signal audio, notamment dans le signal capte par un microphone
Ma et al. Reverberation time estimationbased on multidelay acousticecho cancellation
WO2005091520A1 (fr) Dispositif de commande d’un limiteur d’echo residuel
WO2006077005A2 (fr) Dispositif d&#39;annulation d&#39;echo acoustique, procede et programme d&#39;ordinateur correspondants
FR2966671A1 (fr) Stabilisation de gain d&#39;amplification d&#39;un signal de microphone dans un equipement de telephonie.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003761624

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004516849

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006034355

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10519744

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003761624

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10519744

Country of ref document: US

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2003761624

Country of ref document: EP