[发明专利]用于电声通信设备的回声消除方法和总成

说明书

一种用于电声通信设备的反馈消除总成可包括：信号传输路径，其用于通过电动式扬声器产生并且发射输出声音信号至外部环境；和信号接受路径，其包括麦克风，所述麦克风用于产生对应于从所述外部环境接收的声音的麦克风输入信号。所述信号接受路径可产生数字麦克风信号。所述输出声音信号可声耦合至所述麦克风。电子反馈消除路径可耦合在分接节点与求和节点之间以产生反馈消除信号至所述求和节点。

技术领域

本发明涉及一种用于电声通信设备的反馈消除总成。所述反馈消除总成包括：信号传输路径，其通过电动式扬声器产生并且发射输出声音信号至外部环境；和信号接受路径，其包括麦克风，所述麦克风用于产生对应于从外部环境接收的声音的麦克风输入信号。信号接受路径在音频信号接受路径的求和节点上产生对应于麦克风输入信号的数字麦克风信号。输出声音信号经由具有不变或时变传递函数的外部反馈路径声耦合至麦克风。所述反馈消除总成的电子反馈消除路径耦合在信号传输路径的分接节点与音频信号接受路径的求和节点之间以产生反馈消除信号至求和节点。电子反馈消除路径包括非线性数字扬声器模型，其包括多个扬声器参数，包括导出自电动式扬声器的音圈电流和/或音圈电压的至少一个非线性扬声器参数。至少一个非线性扬声器参数由至少一个非线性扬声器参数与预定扬声器变量之间的非线性函数表示。电子反馈消除路径包括自适应数字滤波器，其与非线性数字扬声器模型串联耦合且被配置来至少对外部反馈路径的不变或时变传递函数进行建模。

背景技术

本发明涉及一种反馈或回声消除总成和方法，其可用于改进一系列电声通信设备中的反馈消除性能。反馈或回声消除总成可用于便携式通信装置(诸如智能电话、膝上型计算机、平板电脑或其它类型的支持音频的便携式计算装置)中。反馈或回声消除总成也可一体化在机动车辆(诸如汽车，即汽车应用)的电声通信设备中。在后一种情况下，电声通信设备可形成具有内置免提扬声器功能的车载音乐娱乐和通信系统的部分。反馈或回声消除总成通过确定相反相位反馈消除信号并且将其添加至电声通信设备的信号接受路径的求和节点而经由电声通信设备的扬声器与麦克风之间的外部反馈路径抑制声耦合。

在现有技术反馈或回声消除系统和方法中，反馈消除信号已通常由电子反馈消除路径的线性自适应数字滤波器产生。线性自适应数字滤波器对外部声反馈路径的固定和不变或时变频率响应特性进行建模或追踪并且产生相反的相位反馈消除信号。虽然适当配置的线性自适应数字滤波器本身可能够因外部声反馈路径通常表现为大体上线性而能够对所述外部声反馈路径的特性进行准确建模，但是线性自适应数字滤波器无法对在信号的所要运行范围内表现为非线性的电声通信设备的反馈或回声消除总成的电、声或电声分量准确建模。缺乏对电声通信设备的电、声或电声分量准确建模的能力导致不准确的反馈消除信号，因此劣化反馈消除总成的性能。劣化反馈消除性能可能导致重现声音的各种非预期伪音，诸如电声通信设备的回声或不稳定。

因此，需要一种改进的反馈或回声消除总成和方法，其能够对电声通信设备的反馈消除总成的电、声或电声分量的非线性表现准确建模。能够至少对反馈或回声消除总成(诸如扬声器)的主导非线性分量进行建模的改进的反馈或回声消除总成会特别有利。扬声器，尤其是电动式扬声器通常甚至在其公称声压输出范围内的高声压水平下是高度非线性的装置。因此，扬声器因此通常将构成反馈或回声消除总成的主导非线性分量。

本发明凭借电子反馈消除路径提供改进的反馈或回声消除总成，所述电子反馈消除路径包括非线性数字扬声器模型，所述非线性数字扬声器模型能够对扬声器的非线性表现准确建模，导致反馈消除性能的显著改进。非线性数字扬声器模型包括导出自扬声器的音圈电流和/或音圈电压的至少一个非线性扬声器参数。至少一个非线性扬声器参数由至少一个非线性扬声器参数(例如，B*l乘积)与预定扬声器变量(诸如振膜偏位)之间的非线性函数表示。技术人员将了解，非线性数字扬声器模型可包括由各自非线性函数表示的几个非线性扬声器参数以将其准确度改进至任意所要性能水平。