[发明专利]音频信号回声降低

说明书

本申请公开了音频信号回声降低。除了其他之外提供了用于减少音频信号中回声的系统、方法和技术。一个代表性实施例涉及获得输入信号、系统表征函数的估计和参考信号，每个信号处于相应的采样速率并且每个信号被划分成多个子带；分别处理这样的子带，其中对于给定的子带，处理系统表征函数的估计和参考信号，以生成回声估计信号，然后从输入信号中减去回声估计信号，以提供针对该给定子带的回声校正信号；以及组合来自多个子带中的不同子带中的每一个的回声校正信号以提供最终输出信号，其中回声估计信号使用低于对于输入信号的采样速率的处理采样速率来生成。

发明领域

本发明除了其他之外涉及用于音频信号处理的系统、方法和技术，并且对音频信号中的回声的降低具有特别的适用性。

背景

回声的存在是音频系统中经常遇到的问题。其中产生回声的音频子系统10的一个示例在图1中示出。子系统10可以被包括在例如双工音频(例如通信)系统的一端处。其中，音频信号同时输入和输出。具体而言，通过扬声器14输出在图1中被指定为R_x的接收信号12(其通常已经经历了图1中未示出的一些先前处理)。同时，麦克风16输入信号18，该信号的数字化版本被指定为x(n)、也被称为数字输入信号19，该信号最终例如被发送到接收方、被记录或以某种其他方式使用。

不幸的是，通常是这样的情况，通过扬声器14播放的音频信号12的一些部分到达麦克风16，通常经过一些修改，这些修改在图1中由离散时间有限脉冲响应f(n)表示。对脉冲响应f(n)的贡献可以来自例如扬声器14的特性、在与扬声器14和麦克风16相同空间内的声音反射和/或声音吸收表面、和/或扬声器14和麦克风16之间的空气的特性。

为了解决这个问题，信号x(n)19传统上由试图去除回声噪声的数字回声消除器20处理。为此目的，在当前公开中：r(n)用于表示回声参考信号22(其通常是提供给扬声器14的接收信号12的数字化版本)，x(n)18(如上所述)是麦克风16接收的信号的数字化版本，并且y(n)是回声消除(EC)数字输出信号24。传统上，这三个信号都处于相同的采样速率，并且x(n)和r(n)之间的关系是：

x(n)＝r(n)*f(n)+d(n)

其中，*表示卷积运算，并且d(n)是近端目标信号的数字化版本(即，会在没有回声噪声的情况下出现的麦克风输入信号18的数字化版本)。理想地，回声消除器20输出y(n)＝d(n)。为此目的，通常生成输出脉冲响应f(n)的估计值，即，(其中，L是所选择的回声参考长度)。在传统的EC算法中，最小均方(LMS)或归一化最小均方(NLMS)算法用于以原始采样速率R在时间样本的每一个处连续更新脉冲响应估计然后，在某些传统子系统10中，回声消除器20被实现为使得：

这样的系统可以被认为采用了全带EC算法。

可选地，如图2所示，传统的子带EC系统20将全带输入信号分解30成M个等分的子带。这种子带输入信号可以表示为x_m(n)和r_m(n)，m＝1，...，M。传统上，这些带通子带信号具有与原始输入信号相同的采样速率R。然后，这些子带信号按D因子被下采样32，主要是为了降低数据速率，从而降低计算复杂度。

现在处于采样速率的分别表示为和的(m＝1，...，M)的下采样信号随后被馈送到相应的子带的回声消除模块34_m，在图2中标记为EC-m并且在本公开中有时被如此提及。每个这样的回声消除模块34_m也以采样速率R/D进行处理，因此，与以原始采样速率R运行相比，使用少得多的计算资源。否则，回声消除模块34_m也实现上述方程1。每个回声消除模块34_m的输出随后按D因子被上采样36。最后，所有这样的上采样子带输出信号y_m被再合成40为全带输出信号42(即，n(n))。