[发明专利]回声检测

说明书

技术领域

本发明一般涉及信号相似性的检测，特别是涉及电信系统中的回声检测。 

背景技术

在一些应用中，有必要检测在所接收的可能由若干语音和噪声分量组成的信号中已知的语音信号的可能的修正版本的存在并且估计所关心的分量的相对延迟。这样的应用的例子是回声控制、网络统计数据收集以及多方会议桥(multi-party conference bridge)。 

图1说明了潜在的问题。已知的语音信号在延迟框10中被延迟，并且在去往求和点的途中受到未知的转换12的影响。已知的语音信号可能或者可能不能到达求和点(开关16可能打开或者关闭)。在求和点，该信号与其它的语音信号和噪声混合。在返回到最初信号被发送的点的途中，来自求和点14的信号再次被未知的转换18和延迟框20改变。问题是检测在所接收的信号中是否存在最初已知的语音信号的可能的修正版本，并且如果存在，就估计该版本的信号相对于已知的语音信号的相对延迟。这是由检测和延迟估计框22执行的。 

人们对自己的声音的听觉延迟反射的现象被称作回声。在电话网络中，回声的主要来源是在连接该网络的四线制(4-wire)部分和二线制用户线的所谓的混合电路中的电反射。这种电回声通常由安装在电话系统中的网络回声消除器来处理。网络回声消除器通常应当安装在接近回声源的位置。例如，在将分组网络(IP或ATM)接到PSTN网络的媒体网关或者将移动网络接到PSTN网络的移动业务交换中心中需要 网络回声消除器。类似的网络回声消除器应当安装在国际交换中，并且在一些情况下如果端到端的传输延迟超过25ms，类似的网络回声消除器应当安装在一个国家内部的电话交换中，见文献[1]。然而，在一些情况下，在网络的适当位置，即，接近回声源的电话交换中，可以没有回声消除器。如果是这种情况，对该位置的长距离呼叫以及来自该位置的长距离呼叫就会产生回声问题。在另一个国家中的国际运营商可能想通过检测具有远距离位置中产生的回声的呼叫并且采取适当的措施来消除该回声，以便为它自己的消费者解决这个问题。为了实现该目的，有必要检测回声并且估计该回声的延迟。 

另一个回声源是在电话(终端)的扩音器和麦克风之间的声学耦合。这种类型的回声可以从例如移动终端或IP电话返回。理想地，终端应当以这样的方式处理它们自己的回声：没有回声被传送回系统。即使当前使用的终端中的许多终端能够适当地处理它们自己的回声，也仍然存在不能适当处理它们自己的回声的模型。 

声学的回声问题在网络中不容易解决，见文献[2]，因为回声路径包括语音编码器和解码器。而且，在移动网络的情况下，信号通过在信号中引入了误码的无线电信道传输。这使得回声路径是非线性且不固定的，并且在回声路径中引入了未知的延迟，因此普通的网络回声消除器通常不能应付从移动终端返回的声学的回声。再有，为了应付回声，首先需要检测在呼叫中是否存在回声，并且如果存在的话，就估计该回声的延迟。另一个这种类型的检测有用的应用是网络统计数据收集。电信运营商可能希望收集与它的网络中的电话呼叫的质量有关的各种统计数据。所关心的一部分统计数据是从终端(例如，移动电话或IP电话)返回的回声的存在以及与这些回声相关联的延迟。为了完成这个任务，统计数据收集单元可能包括检测和延迟估计框22，如图1所示。在这个例子中，检测和估计结果将被存储在数据库中供以后使用，这与先前的例子中立即将所述结果用于回声控制的情况相反。存储在数据库中的统计数据可用于当前聚集的网络统计数据。如 果运营商接到消费者关于通话质量的抱怨，那么存储在数据库中的统计数据还可用于问题解答。 

再一种应用是多方会议桥，见文献[3]。在用于电信系统的多方桥中，来自不同方的入局麦克风信号被数字混合并且传送到不同方的扩音器。作为例子，在基本的实施例中，来自所有方的入局信号可以被混合并且传送到所有方。由于某些原因，例如，为了降低所传送信号的背景噪声级，多方桥的一些实现仅仅混合来自多方的固定子集的入局信号。这个选择通常基于信号电平和不同方的扬声器活动来执行，其中，如果任何其它的方没有扬声器活动存在，则保留最近的活跃讲话者。对基本操作的进一步修改是来自A方的麦克风信号可以从信号传送回A方的信号的总和中排除。这样做的原因是来自A方的麦克风信号已经存在于讲话者A的扩音器内(由于电话机中的侧音)，以及如果系统中存在明显的传输延迟，那么麦克风信号将作为不希望有的回声而被感知。