[发明专利]一种通用可重构回声消除系统

说明书

技术领域

本发明涉及处理信号。更特别地，本发明涉及用于处理信号以降低回声或噪声的系统和方法。

背景技术

随着各种消费者电子设备、免提通信系统、扬声电话、具有内部或外部扬声器的膝上型电脑、以及涉及扬声器和麦克风的使用的视频会议系统的快速发展和交叉使用，用户能够在不使用听筒的情况下，更加自然地交谈。这一类型的使用使得应用环境更加复杂和更难处理。此外，这一新兴应用导致新的附加问题，例如，用户自己的语音可在一段延时后在远程地点听到，但是不能在本地地点被注意到的情况。此外，在4线和2线电路之间转换的混合电路中，从信号反射中会出现电学回声。所有以上内容说明需要将呈现的回声与目标语音信号以不同于现有回声消除系统的方式叠加在一起。

因此，本发明的目的包括通过提供有效且鲁棒的回声消除系统及其实时实现来解决上述问题。

发明内容

对于多种多样、时变和复杂的环境，本发明提出了具有良好的音频质量和双向通话性能的有效、简单且鲁棒的回声消除(EC)方案。更重要的是，提出方案能够实时自动重构系统设置、处理结构和参数来处理任意实际应用环境而持续保持良好的性能。

根据本发明的一个方面，一种用于处理信号的系统包括：回声消除处理模块、非线性回声处理模块、和回声泄漏防止模块。所述回声消除线性处理模块可操作为通过自适应地过滤输入信号来生成第一输出信号。所述第一输出信号是任意线性回声降低的输入信号。非线性回声处理模块可操作为基于第一输出信号生成第二输出信号。所述第二输出信号是任意残余线性回声或非线性回声降低的第一输出信。回声泄漏防止模块可操作为基于第二输出信号生成第三输出信号。所述第三输出信号是回声泄漏降低的第二输出信号。

根据各实施例，该系统可包括第一残余回声抑制模块，所述第一残余回声抑制模块可操作为基于第三输出信号生成任意额外残余回声降低的第四输出信号。该系统还可包括第二残余回声抑制模块，所述第二残余回声抑制模块可操作为基于第四输出信号生成任意额外残余回声降低的第五输出信号。在这种情况下，所述第一残余回声抑制模块是基于时域的，而所述第二残余回声抑制模块是基于频域的。此外，该系统可包括HPF，所述HPF可操作为降低低频残余回声或噪声。所述HPF通常被置于与所述输入信号内联。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于回声消除系统处理信号的方法。该方法包括：1)通过自适应地过滤输入信号来生成第一输出信号，使得所述第一输出信号是任意线性回声降低的输入信号；2)基于所述第一输出信号生成第二输出信号，使得所述第二输出信号是任意残余线性回声或非线性回声降低的第一输出信号；以及3)基于所述第二输出信号生成第三输出信号，使得所述第三输出信号是回声泄漏降低的第二输出信号。

采用所提出的自适应非线性回声抑制，由非线性、不稳定自适应滤波器等等造成的非线性回声可被有效地降低。采用所提出的非线性处理器(NLP)，残余回声可被大大降低，从而避免了非常不希望发生的啸叫效应。当在声学回声消除(AEC)系统中，麦克风被拿走或静音时，采用所提出的回声泄漏防止，该系统输出将不会导致由线性EC单元引起的回声。

每个单元的设计不依赖于输入音频信号和EC参考信号的等级。提出方案可向用户提供良好的音频质量、良好的全双工性能、以及对于任意声学EC和电学EC应用的有效解决方案。

本发明扩展到包含一系列指令的机器可读媒介，当这些指令由机器执行时，导致该机器执行此处说明的任意方法。

以下参考附图来说明本发明的这些及其他特征和优势。

附图说明

图1是说明用于声学回声消除的传统系统的示意性框图。

图2是根据本发明的各实施例的、用于声学回声消除的系统的示意性框图。

图3是说明根据本发明的各实施例的、用于声学和电学回声消除的系统的示意性框图。

图4是说明根据本发明的各实施例的、用于声学回声消除的系统的示意性框图。

图5是说明根据本发明的各实施例的、具有集成的噪声降低的用于声学回声消除的系统的示意性框图。

图6是说明根据本发明的各实施例的、用于频域自适应线性滤波的系统/模块的示意性框图。

图7是说明根据本发明的各实施例的、用于具有两个或两个以上参考通道的声学回声消除的系统/模块的示意性框图。

图8是说明根据本发明的各实施例的、用于频域自适应线性滤波的系统/模块的示意性框图。

图9是根据本发明的各实施例的非线性回声处理的流程图。