用于动态地对回声消除器进行调谐的增益控制系统和方法技术方案

用于动态地对回声消除器进行调谐的增益控制系统和方法。一种用于控制回声消除器中的非线性处理器的阈值控制系统，所述非线性处理器被构造为去除在所述回声消除器已将麦克风信号减去回声估计之后保留在麦克风信号中的低于阈值的任何信号能量，所述阈值控制系统包括：收敛单元，所述收敛单元被构造为确定自适应滤波器的稳定性的指示，所述自适应滤波器被构造为连续地对回声路径进行建模以便生成所述回声估计；以及阈值调谐器，所述阈值调谐器被构造为根据所述指示来调节所述非线性处理器的阈值。

Gain Control System and Method for Dynamic Tuning of Echo Canceller

【技术实现步骤摘要】
用于动态地对回声消除器进行调谐的增益控制系统和方法本申请是原案申请号为201510152076.0的专利技术专利申请(申请日：2015年4月1日，专利技术名称：用于控制非线性处理器的阈值控制系统和方法)的分案申请。
本专利技术涉及用于控制声学回声消除器的调谐参数的方法和设备。
技术介绍
在电话中，回声是语音信号的反射。它是原型的延迟拷贝。示例场景被例示在图1a中，图1a示出了正由远端麦克风捕获并且由近端扩音器输出的信号。回声是扩音器与麦克风之间的声学耦合的结果；除近端扬声器的语音和任何背景噪声之外，麦克风还捕获起源于它自己的扩音器的信号。结果是在远端扩音器处的回声。回声消除是电话的一个重要特征。免提装置和电话会议尤其需要能够适于具有各式各样的声学特性的环境的回声消除。声学回声消除器通常合成来自远端语音信号的回声的估计。然后将麦克风信号减去估计回声。这个技术需要自适应信号处理来生成足够准确以有效地消除回声的信号。自适应滤波器常常用来对环境的声学脉冲响应进行建模。自适应性滤波器常常后面有用于去除任何残余回声的非线性处理器(NLP)。非线性处理器可能伴随有舒适噪音生成器(CNG)，因为完全寂静的时段对于用户来说可能是令人不安的。回声消除器的性能取决于平台，并且特别取决于音频接口、接口驱动器和有关硬件、前置放大器和后置放大器(若有的话)以及麦克风和扬声器的特性。在具有充分回声消除的各式各样的平台上实现全双工语音通信是有挑战性的。因此，大多数回声消除器需要某种形式的平台特定调谐以提供最佳性能。常常，必须手动地执行这个平台特定调谐。因此，存在对于用于对声学回声消除器进行调谐的改进方法的需要。
技术实现思路
根据一个实施方式，提供了一种用于控制回声消除器中的非线性处理器的阈值控制系统，所述非线性处理器被构造为去除在所述回声消除器已将麦克风信号减去回声估计之后保留在麦克风信号中的低于阈值的任何信号能量，所述阈值控制系统包括：收敛单元，所述收敛单元被构造为确定自适应滤波器的稳定性的指示，所述自适应滤波器被构造为连续地对回声路径进行建模以便生成所述回声估计；以及阈值调谐器，所述阈值调谐器被构造为根据所述指示来调节所述非线性处理器的阈值。所述阈值控制系统可以被构造为只有当通过所述回声消除器将所述麦克风信号减去所述回声估计而实现的所述回声消除的指示高于预定阈值才控制所述非线性处理器。所述收敛单元可以被构造为通过将所述自适应滤波器的系数中的一个或更多个与一组平均系数进行比较来确定所述自适应滤波器的稳定性的指示。所述收敛单元可以被构造为随着所述自适应滤波器对所述回声路径进行建模而更新所述一组平均系数。所述阈值调谐器可以被构造为调节所述阈值，以便在以下各项中的两个或更多个之间改变通信装置的操作模式：全双工模式、部分双工模式和半双工模式。所述阈值调谐器可以被构造为调节所述阈值，使得所述自适应滤波器的系数的与所述一组平均系数的偏差越大，所述阈值越高。所述阈值调谐器可以被构造为，如果所述自适应滤波器的系数示出与所述一组平均系数基本上没有偏差，则控制所述非线性处理器使得所述通信装置在全双工模式下操作。所述阈值调谐器可以被构造为，如果所述自适应滤波器的系数示出与所述一组平均系数有大偏差，则控制所述非线性处理器使得所述通信装置在半双工模式下操作。所述收敛单元可以被构造为计算指示所述自适应滤波器的系数与所述一组平均系数的偏差的值，并且所述阈值调谐器可以被构造为：如果该值小于第一阈值，则控制所述非线性处理器使得所述通信装置在全双工模式下操作；如果该值大于或等于所述第一阈值并且小于第二阈值，则控制所述非线性处理器使得所述通信装置在部分双工模式下操作；以及如果该值大于或等于所述第二阈值，则控制所述非线性处理器使得所述通信装置在半双工模式下操作。所述收敛单元可以被构造为将所述麦克风信号视为包括多个时间帧，所述收敛单元包括监测单元，所述监测单元被构造为针对所述麦克风信号的各个时间帧，识别与该部分对应的一组自适应滤波器系数，将所识别的该组系数中的一个或更多个与一组平均系数进行比较，根据所述比较给所述麦克风信号的该部分分配区域，并且根据所述比较更新与所分配的区域相关联的阈值。所述收敛单元可以被构造为，当所述监测单元已将区域分配给所述多个时间帧中的每一个时，识别与被最频繁地分配的所述区域相关联的所述阈值，并且将所述非线性处理器的阈值调节为和所识别的阈值相同。所述收敛单元可以被构造为通过根据所述比较以及与该区域相关联的平滑参数调节与所述区域相关联的所述阈值来更新与所述区域相关联的所述阈值。所述收敛单元可以被构造为通过根据比较以及与该区域和所述麦克风信号的先前部分相关联的所述区域的组合相关联的平滑参数调节与所述区域相关联的所述阈值来调节与所述区域相关联的所述阈值。所述收敛单元可以包括计数器，所述计数器被构造为对区域被分配给所述多个时间帧中的一个的场合的数量进行计数。所述计数器可以被构造为，如果确定双端通话(doubletalk)存在于所述多个时间帧中的一个中，则将分配有该时间帧的所述区域的计数设置为零。所述计数器可以被构造为，当所述监测单元已将区域分配给所述多个时间帧中的每一个时，将所有区域的计数重置为零。所述阈值控制系统可以包括确认单元，所述确认单元被构造为确定用于所述非线性处理器的所述阈值是否稳定，并且如果是这样的话，则停止所述阈值调谐器控制所述非线性处理器。所述阈值控制系统可以包括能量估计器，所述能量估计器构造为估计与所述自适应滤波器的脉冲响应相关联的能量，并且根据所估计的能量，选择用于与所述一组平均系数进行比较的所述自适应滤波器的系数中的一个或更多个。所述能量估计器可以被构造为通过以下步骤来识别用于与所述一组平均系数进行比较的所述自适应滤波器的系数中的一个或更多个：将所述麦克风信号的各个时间帧视为包括多个部分；识别所述自适应滤波器的对应于各个部分的脉冲响应；估计与针对各个部分识别的所述脉冲响应相关联的能量；确定所识别的脉冲响应中的一个或更多个与主要能量相关联；以及选择用于与所述一组平均系数进行比较的对应于所述一个或更多个脉冲响应的所述自适应滤波器的系数中的一个或更多个。所述能量估计器可以被构造为如果与一个脉冲响应相关联的所估计的能量与针对和所述多个部分中的全部相关联的所述脉冲响应的总的所估计的能量的比率大于预定阈值，则确定该一个脉冲响应与主要能量相关联。所述能量估计器可以被构造为通过以下步骤来估计与脉冲响应相关联的能量：将所述脉冲响应划分为多个交叠部分；识别与所述脉冲响应所对应的所述麦克风信号的该部分相关联的所述交叠部分的集合；估计包括在所述集合的各个部分中的能量；以及针对所述集合合计所估计的能量。根据第二实施方式，提供了一种用于控制回声消除器中的非线性处理器的方法，所述非线性处理器被构造为去除在所述回声消除器已将麦克风信号减去回声估计之后保留在麦克风信号中的低于阈值的任何信号能量，所述方法包括以下步骤：确定自适应滤波器的稳定性的指示，所述自适应滤波器被构造为连续地对回声路径进行建模以便生成所述回声估计；以及根据所述指示来调节所述非线性处理器的阈值。所述方法可以包括只有当通过所述回声消除器将所述麦克风信号减去所述回声估计而实现的所述回声消除的指示高于预定阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动态地对回声消除器进行调谐的增益控制系统，其中，所述回声消除器被构造为估计远端信号的回声并且将麦克风信号减去该回声估计以输出回声消除信号，所述系统包括：监测单元，所述监测单元被构造为估计与被构造为从所述远端信号生成所述回声估计的自适应滤波器的脉冲响应相关联的能量；以及增益调谐器，所述增益调谐器被构造为根据所估计的能量来调节所述麦克风信号和所述远端信号中的至少一个信号的衰减。

【技术特征摘要】
2014.04.02 GB 1405965.31.一种用于动态地对回声消除器进行调谐的增益控制系统，其中，所述回声消除器被构造为估计远端信号的回声并且将麦克风信号减去该回声估计以输出回声消除信号，所述系统包括：监测单元，所述监测单元被构造为估计与被构造为从所述远端信号生成所述回声估计的自适应滤波器的脉冲响应相关联的能量；以及增益调谐器，所述增益调谐器被构造为根据所估计的能量来调节所述麦克风信号和所述远端信号中的至少一个信号的衰减。2.如权利要求1所述的增益控制系统，其中，所述增益调谐器被构造为，如果与所述脉冲响应相关联的所述能量相对较高，则确定所述自适应滤波器已饱和。3.如权利要求1或2所述的增益控制系统，其中，所述增益调谐器被构造为，如果确定所述自适应滤波器已饱和，则提高所述麦克风信号的衰减。4.如权利要求1或2所述的增益控制系统，其中，所述增益调谐器被构造为，如果与所述脉冲响应相关联的所述能量相对较低，则确定所述自适应滤波器尚未饱和。5.如权利要求4所述的增益控制系统，其中，所述增益调谐器被构造为，如果确定所述自适应滤波器尚未饱和，则降低所述麦克风信号的衰减。6.如权利要求1或2所述的增益控制系统，其中，所述增益调谐器被构造为：如果所估计的能量低于第一阈值，则降低所述麦克风信号的衰减；如果所估计的能量大于或等于所述第一阈值并且小于或等于第二阈值，则维持所述麦克风信号的衰减；以及如果所估计的能量高于所述第二阈值，则提高所述麦克风信号的衰减。7.如权利要求1或2所述的增益控制系统，其中，所述增益调谐器被构造为，在所述增益调谐器提高所述麦克风信号的衰减之前：将所述麦克风信号的衰减与所述远端信号的衰减进行比较；如果所述远端信号的衰减比所述麦克风信号的衰减低，则提高所述麦克风信号的衰减；以及否则，降低所述远端信号的衰减并且维持所述麦克风信号的衰减。8.如权利要求1或2所述的增益控制系统，其中，所述监测单元包括被构造为通过将所述麦克风信号视为包括多个部分来估计与脉冲响应相关联的能量的能量估计器，所述能量估计器被构造为：估计和与所述麦克风信号的各个部分对应的所述脉冲响应相关联的能量；确定所识别的脉冲响应中的一个或更多个脉冲响应与主要能量相关联；以及根据所述主要能量来调节所述麦克风信号和所述远端信号中的至少一个信号的衰减。9.如权利要求8所述的增益控制系统，其中，所述能量估计器被构造为，如果与脉冲响应相关联的估计能量相对于针对与所述多个部分中的全部相关联的脉冲响应的总估计能量的比率大于预定阈值，则确定该脉冲响应与主要能量相关联。10.如权利要求1或2所述的增益控制系统，其中，所述能量估计器被构造为通过以下步骤来估计...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·K·摩尼，G·那玛尼，S·阿克拉，S·R·T·普鲁谷尔喀，
申请(专利权)人：想象技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB