具有回波消除系统的扬声器－麦克风系统和回波消除方法

专利名称：具有回波消除系统的扬声器－麦克风系统和回波消除方法
技术领域：
本发明涉及声音再现领域，并尤其涉及包括扬声器和麦克风的系统中的回波抑制。
本发明涉及一个双向声音再现系统(比如免提扬声器电话系统)，该系统具有一个用于远端输入信号的输入端、一个扬声器、输入端和扬声器之间的一个数-模转换器、一个麦克风、麦克风之后的一个模-数转换器、一个回波消除系统(AEC)和一个用于远端输出信号的输出端。
本发明还涉及一个用于在具有扬声器和麦克风的双向声音再现系统中消除回波的方法，其中方法-从一个模拟远端输入信号被接收或由此产生一个数字远端输入信号，-该数字远端信号被转换成一个模拟信号，-被转换的模拟信号经由扬声器被发出，-麦克风产生一个模拟麦克风信号，-模拟麦克风信号被转换成一个数字麦克风信号，-通过滤波该数字远端信号并从数字麦克风信号减去所得结果来执行回波消除。
诸如扬声器电话系统之类的双向声音再现系统包括一个通常称作扬声器的输出换能器，和一个通常称作麦克风的输入换能器。扬声器响应于从远程方接收的表示所期望声压波的输入信号(远端输入信号)来产生声压波，而麦克风接收将被转换成输出信号并将经由用于远端输出信号的输出端被传输到该远程方的声压波。因为扬声器把声音发出到围绕扬声器电话的环境中，所以从扬声器到麦克风存在一个可能产生回波的声学路径。通常，这个声学路径包括多个传播路径(代表多个反射)以便多个回波能在不同的时间到达麦克风。
如果不对这个声学路径采取补偿，则扬声器产生的声音将通过麦克风回波返回到在远端的远程用户。实际上，这意味着当远程方讲话时，他/她的谈话将被扬声器发出并然后被发射回来从而使得会话很困难，因为远程方听见了他/她自己的声音以及他/她的通信方的声音。因此，在本技术领域中已经开始尝试着减少这些回波。
一个用于减少非期望的回波的方法是使用一个所谓的回波消除系统来抑制回波，其中，回波消除系统借助于自适应滤波器从远端信号导出一个非期望分量(回波)的副本。从输出信号中减去所述副本以便除去非期望的回波。
当今电话中的大多数回波消除系统是基于线性回波路径的假定。已经认识到，回波还包括非线性分量，而且这类非线性分量可能很难补偿。
在美国专利US5,680,450中，一个模型以及基于这类模型的装置和方法被给出以补偿回波的非线性部分。
Stenger在2000年6月5-9日提出的ICASSP学报(声学、语音和信号处理的国际会议)2000中的第II卷、第805-808页中描述了一个AEC(自适应回波消除器)，其中用一个非线性模型(第7阶多项式)来消除回波。
这些已知的系统和模型的基础是估算回波信号，包括对应于回波的非线性部分的任何非线性分量。因此，当从麦克风产生的输出信号中减去被估算的回波信号时，扬声器产生的回波的非线性部分可以被减少。从而，通常基于一个产生从扬声器到麦克风的声学路径估算的声学路径模型，自适应回波滤波器包括非线性分量的估算。
尽管存在以上提及的参考，然而在本技术领域中仍然需要改进扬声器电话系统和方法来减少从扬声器到麦克风的回波。
本发明的一个目的是提供一个改进回波消除的双向声音再现系统，其具有用于对双向声音再现系统改进回波消除的方法。
为此，根据本发明的双向声音再现系统的特征在于该系统包括一个用于预处理远端输入信号的预处理器，该预处理器包括一个用于放大远端输入信号的放大器，和一个用于限制远端信号的最大振幅的装置，其中限幅信号用作扬声器和回波消除系统的输入。
用于限制的装置例如是削波器、限幅器或压缩器或其组合。
本发明是基于以下理解
双向声音再现系统，尤其是扬声器电话系统通常需要一个很大的动态范围。尤其当移动电话用于免提模式时，它不得不产生一个远远超过通常当电话拿在耳边时使用的声级的高声级。为了获得这个高声级，声频信号照惯例例如通过一个通常被刚好放置在扬声器前的模拟功率放大器而被极大地放大。声频信号事实上被放大到这样的程度，即声频信号被电话系统(例如移动电话)的电源严重削波。这导致一个很不线性的失真的扬声器信号，其被电话系统的麦克风拾音为一个回波。放大器的非线性行为通常是非线性的最重要的源头。
例如在移动电话中，回波可以由双向声音再现系统中的回波消除系统减少。然而，回波消除通常是基于这样的假定的，即是移动电话(即放大器、扬声器、外壳、麦克风)可以被看作一个关于回波的线性系统。因此，回波消除系统不能消除非线性失真的回波。
如上所述，已经被描述了回波路径中非线性分量的补偿。为此，自适应滤波器必须被扩展以包括非线性分量。然而，为这类系统建立模型是一个非常困难的任务，只有当存在一个可用于这些非线性的优秀模型时才可能完成。然而，没有用于所有移动电话的通用非线性模型。此外，非线性模型通常包括大量的系数，因此其适应性非常困难并且会耗费大量的存储和计算功率。
本发明提出在数字域中，即在数-模转换以及回波消除器之前预处理声频信号，因此数-模转换器和模-数转换器之间的系统部分是一个线性或近乎线性的系统，并且因此扬声器产生充足的声压级。
在根据本发明的包括一个预处理器的双向声音再现系统中，预处理器包括-一个用于把声频信号放大到足够声压级的放大器-一个用于在数字域中限制声频信号的削波器/压缩器/限幅器，以便移动电话基本上表现得像一个线性系统。
根据本发明的双向声音再现系统包括一个回波消除系统。其与已知系统的差异在于添加了一个预处理器，该预处理器包括一个用于把声频信号限制到非线性分量相对较小的声级的装置。
本发明的缺点是声级稍微被降低，因为扬声器信号被减少。然而，这个缺点与改进回波消除的优点相比来说就显得很小了。
在优选实施例中，预处理器包括一个高通滤波器。
优选地，高通滤波器的截止值在100-1000Hz的范围内，大多数优选地在300-500Hz之间。
在本发明的实施例中，限制装置包括一个用于削波超出信号强度的远端信号的削波器。
削波是一个简单的操作，其中，任何超出阈值信号强度的信号都被降低到所述的给定阈值信号强度，即设定一个最大信号强度。这类实施例的优点是使用一个简单的装置，而缺点在于由于超出阈值信号的信号中任何细节都被丢失而造成远端信号失真。
在优选实施例中，限制装置包括一个限幅器或压缩器，用于限制到扬声器的信号的最大振幅。在这些实施例中，信号的最大振幅被限制或者动态范围被压缩。
如果需要用衰减来防止削波，则限幅器扫描声频信号的峰值并衰减该峰值周围的声频部分。
压缩器减少任何声频信号的整个动态范围。它由两个元件组成一个电平检测器和一个具有可变增益的放大器。与失真较少的削波器相比其具有一个更复杂的设计。
在实施例中，限制装置可以包含一个削波器和一个限幅器/压缩器以及一个功能间的切换装置。
根据本发明的方法的特征在于数字远端信号在数-模转换和回波消除之前被放大和限制。
在本发明概念内，′削波器′、′压缩器′、′限幅器′、′滤波器′、′转换器′、′比较器′等等应当被广义地理解，并且应当包括例如任何硬件块(这样的转换器、压缩器、限幅器等等)，设计用于执行所述功能的转换、压缩、滤波等等的任何电路或子电路，以及任何软件块(计算机程序或子程序或计算机程序组，或(一个或多个)程序代码)，它们被设计或编程以执行根据本发明的转换、削波、限制、滤波等等操作，以及硬件和软件块的任何一种组合以执行这类单独或结合的操作，并且没有被限制在下面给出的可仿效实施例中。一个程序可以结合几个功能。
本发明还具体表现为任何计算机程序，包括用于当所述程序在计算机以及任何计算机程序产品中运行时来执行根据本发明方法的程序代码装置，当所述程序在计算机上运行时，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上用于执行根据本发明的方法的程序代码装置，以及包括用于根据本发明的电话系统的程序代码装置的任何程序产品，用于执行具体用于本发明的功能。
本发明的这些及进一步的方面将参考附图并用举例的方法来详细地描述，其中

图1是一个扬声器电话系统的示意图，扬声器电话系统包括一个扬声器、一个麦克风、和一个根据先有技术的回波消除系统。
图2示出了一个放大器典型的饱和曲线。
图3是一个扬声器电话系统的示意图，扬声器电话系统包括一个扬声器、一个麦克风、和一个根据本发明的回波消除系统和预处理器。
图4以图形形式说明了添加预处理器的一个示例效果。
本发明现在将参考附图在下面更全面地被描述，其中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以具体表现为许多不同的形式并不应该被看作是被限制于在此阐述的实施例；而是，这些实施例是被提供来深入并完成这个公开发明，并将充分地向本领域的技术人员传达本发明的范围。类似的附图标记指出全篇的类似元件。
图1用示意图说明了一个来自于先有技术的电话系统。这类系统可以例如是一个用于汽车中的免提扬声器蜂窝无线电话。当作为免提蜂窝电话实现时，从远端(即从远程方)接收的语音信号从一个蜂窝基站(未示出)被发射，由蜂窝电话(未示出)的无线电收发机接收，并作为一个输入波形W被应用于远端输入信号的输入端2。在这个例子中，假定传输来回于诸如此例子的电话系统之类的系统之间，并假定远端是一个数字形式。如果原始信号是模拟形式，则系统包括模-数转换器来产生一个模拟远端信号，然后将其输入到输入端2。
如图1中所示，波形以数字形式被应用在输入端2，然后被数-模转换器3转换成模拟形式并且被放大器4放大以供扬声器5使用。表示远程方语音的声压波W1被扬声器5发出。因此，无线电话用户听到表示远程方语音的声压波形。
然而，声音还沿着可能包括多个信道的声学路径6发出。结果，回波W2被诸如麦克风7之类的输入换能器接收。因此希望减少输出信号中由麦克风7产生的回波，以便远程方不被他自己语音的延迟回波所混淆，换言之即确保被发送到远端的信号表示信号W3、另一方的语音而非信号W3和W2的一些混合。混合信号被麦克风7接收，然后被模-数转换器8转化成一个数字信号。这个回波减少通过使用自适应回波消除器(″AEC″)9而被实现。自适应回波消除器包括自适应滤波器10，输入信号2被馈送到自适应滤波器10并被滤波。滤波系数是自适应的，自适应滤波器10提供一个估算的回波信号，在模-数转换器8的模-数变换之后，然后在减法器11中，从来自于麦克风7(模-数转换器8中的模-数转换之后)的信号中减去这个估算的回波信号。理想的最后结果是，从麦克风接收的信号中减去回波信号使得只有一个表示语音W3的信号离开输出端12。自适应滤波器10的系数是一个声学的脉冲响应估算。自适应滤波器可以用几个算法来执行归一化最小均方误差(NLMS)，频域自适应滤波器(FDAF)。自适应滤波器的选择取决于应用、可用资源和用户偏好。
取决于被用于声学路径的模型，被估算的回波信号粗略地为由麦克风从扬声器接收的回波。
回波消除中使用的自适应滤波器在提及的先有技术中被讨论。不同自适应滤波器的进一步的例子在引用的先有技术中被提到。
然而，尽管存在许多用于回波消除的不同模型，然而实际上系统复杂性(加到成本)和回波消除作用之间的平衡远非最理想的。
如上所述，对于回波路径中非线性分量的补偿已经被描述。为此，自适应滤波器必须被扩展以包括非线性分量。
通常，已知的系统和方法有一个主要的问题它们在系统中需要一个好的非线性模型。只有当存在可用于这些非线性的良好模型时，用非线性自适应滤波器来扩展自适应滤波器10才是可能的。然而，没有用于所有移动电话的通用非线性模型。此外，非线性模型通常包括大量的系数，因此其适应性非常困难并且会耗费大量的存储和计算功率。如果没有好的模型可用，则衰减将不充分。
被用来产生扬声器信号的模拟放大器可以被建模为三个部分
1.通常，放大器包括一个高通滤波器。有时，这个滤波器只除去直流偏移量。然而在很多情况下，滤波器还除去不能被扬声器再现的远端信号的低频。
2.远端信号的实际放大可以被建模为一个简单的线性增益。
3.在高输出电平的时候，输出电平被受限的电源饱和。图2中给出了一个典型的饱和曲线。它示出输出O是输入I的一个函数。在该图中由矩形划出的线性范围中，输出O是I线性函数，即O＝a*I。在线性范围外，输出电平由受限电源来限制并且存在非线性，而且输出O是输入I的更复杂的函数。
然而，在上面给出的放大器模型示出，我们正在处理一个线性系统(1和2)、非线性系统(3)以及准线性系统(扬声器和声学路径)的级联。为这类系统建立模型是一个非常困难的任务。
本发明提出在数字域中预处理声频信号，即在数-模转换以及回波消除器之前预处理声频信号，因此移动电话又是一个线性或近乎线性的系统并且扬声器产生充足的声压级。
为了防止受限的电源使放大器输出信号(即扬声器信号)饱和，输入信号应该被限制不超过某一限制值。这个电压限制可以从图2中的饱和曲线中推导。
然而，如果在放大器前面给出一个模拟高通滤波器，则还需要另一个限制。这归因于以下事实，即滤波电压限制的信号可能产生一个超出电压限制的输出信号。这个效应被称为Gibb效应。
模拟高通滤波器可以被假定为第一级RC网络。众所周知，这类滤波器对于任意输入信号的振幅放大总是小于或等于2。其原因在于所谓的滤波器脉冲响应的L1范数等于2。从而，为了防止放大器输出信号的任何饱和，高通滤波器的输入信号应该被限制为图2如中所示电压限制的一半。
实际上，为了发现足够声压级和可以接受的非线性之间的折衷方案，输入电压应该限于如图2中所示的电压限制的0.5和1.0倍之间的一个值。
因为远端语音信号通常具有很强的低通特征，所以模拟放大器中的饱和主要归因于低频信号分量。为了防止这个饱和，在数字域中需要导致可听见的非线性失真的很重的削波。然而，扬声器不能再现这些低频分量。所以更好的是在数字削波之前，通过应用数字高通滤波器来除去这些低频分量。其频率响应优选地被选择为对应于扬声器的频率响应。
因为模拟高通滤波器的截止频率通常较低，所以数字高通滤波器产生一个模拟HP滤波器的截止频率周围的频率分量的减少。这使得Gibb现象减少。
从而，根据本发明的双向声音再现系统，即电话系统包括一个预处理器，预处理器包括-(选择性地)一个高通滤波器，用于衰减扬声器所不能正确地再现的低频。
-一个用于把声频信号放大到足够声压级的放大器-一个用于在数字域中限制声频信号的削波器/压缩器/限幅器，以便移动电话基本上表现得像一个线性系统，即把输出O限制在线性范围内。
请注意，在预处理器和模拟功率放大器之间存在显著的相似。数字削波器/压缩器/限幅器的作用是减少模拟功率放大器中的饱和效应。同样地，数字高通滤波器也减少模拟高通滤波器的作用。结果，模拟功率放大器基本上运行为一个线性系统。从而减少了先有技术的装置和方法的问题。
本发明通过向声回波消除器添加一个远端信号预处理器而提供了一个更好的平衡，因此移动电话(从数-模到模-数转换器)又是一个线性系统。如同所解释地，模拟系统的线性度对于好的和可靠的声学回波消除是非常重要的。
图3说明了一个根据本发明的扬声器电话系统。扬声器电话系统包括预处理器30，预处理器30在这个例子中包括如下1.高通滤波器31。这是预处理器的可选和首选部分。
2.增益32，用于把远端信号放大到一个足够的电平。
3.一个用于限制远端信号的最大振幅的削波器/限幅器/压缩器33，因此电话系统基本上又是一个线性系统。
在这个例子中，元件的顺序是1、2、3。然而这并不是一个限制。这三级的顺序可以改变。其它可能的顺序是2、1、3
1、3、2高通滤波和削波/限制/压缩功能的顺序不可以改变，因为在削波/限制/压缩功能之后应用高通滤波仍然将产生一个振幅超出要求电平的信号。这些振幅是信号相关的而且它们因此不可以被修正。
所示的可仿效电话系统在AEC内包括一个处理器13。这在这个例子中被示出，因为明确地论及了，尽管本发明提供了线性化系统的可能性，然而不排除采取一些后处理。
一个测量信号中的非线性度的方法如下。噪声信号通过扬声器以最高电平被播放，并且一个漫长而缓慢适应的自适应滤波器也在运行以消除回波。在会聚之后，剩余回波的电平是信号非线性度的量度，并且这个级别通常关于回波级被给出。如果残留回波是低于回波30dB，则非线性度被说成是在-30dB。
在本发明的概念内，模拟系统中的非线性度通常至少是-20dB(关于线性信号)，但是优选地在-30/-35dB。不需要把非线性度降低到-40dB以下，因为在该情况下，近端场所中的噪音是对声回波消除器的最大干扰。
图4示出了预处理器的作用。曲线41示出了没有预处理器的回波消除，曲线42示出了有预处理器的回波消除，平均起来获得了大约额外的5-6dB的额外回波消除，这无疑是一个音响效应。
就预处理器的元件被涉及而言，以下内容被论及·高通滤波器31高通滤波器的选择取决于扬声器和远端信号。在与移动装置的免提通信中，信号是包括相当多低频分量的语音，很小的扬声器意味着它不能再现低频。它们的尺寸确定了截止频率在100和1000Hz之间，优选地在300和1000Hz之间，更优选地在300和500Hz之间。高通滤波器属于优选的设计，其使系统模拟部分能够足够得线性。高通滤波器的选择还优选地取决于扬声器放大器中模拟高通滤波器的存在和截止频率。如果存在这样的模拟高通滤波器，则数字高通滤波器的截止频率优选地大大超出其模拟对应物的截止频率。
高通滤波器可以用诸如有限脉冲响应(FIR)或无限脉冲响应滤波器之类的几种方法来实施。
·增益32
该增益优选地是一个简单直接的增益，用于把远端信号x放大到一个足够的电平。增益函数是y＝Ax，其中A是放大系数。这个函数优选地与削波/限制/压缩功能结合在一起。
·削波/限制/压缩功能块33削波/限制/压缩功能块限制远端信号的振幅，因此移动电话又是一个线性系统。这个功能可以用不只一个方法来实施。一个普通的削波功能可以在某些实施例中被使用。乍看起来可能会认为在普通的扬声器上播放削波信号听起来很可怕，这实际上是真实的，但是在免提移动装置上播放削波信号不会比更先进的方法听起来更加可怕，这是因为免提移动装置的再现质量是相当差的。此外，声音级比声音质量更加重要。更先进的削波/限制/压缩功能可以被用于优选实施例，其对于移动再现能力来说是很有用的。该功能块还可以同时包括削波器以及限幅器/压缩器。
请注意，在根据本发明的电话系统中，在远端信号被发送给扬声器和滤波器之前在预处理器30中对其使用削波功能(或削波器)不应该与在AEC滤波器的后处理器中使用中心削波器相混淆。后处理器中的这类功能的使用仍然有用，因为由于使用了远端预处理器30，所以不得不又测量系统线性度以查明它是否足够线性。高通滤波和削波功能在远端信号中引入了严重的(线性和非线性)失真。这看起来是矛盾的，一方面系统更加线性，而另一方面信号却较不线性。对此的解释如下-通过削波到扬声器放大器的信号(即预处理信号)，到扬声器放大器的信号被保持低于饱和值，并且扬声器放大器总是工作在线性领域中，即它不被驱进饱和。因此放大器线性地工作，并且扬声器产生的信号回波(其是在AEC中并由AEC补偿的)不包括或至多包括一个很小程度的非线性分量，即关于进入扬声器放大器的信号来说的非线性分量。因此，回波消除相对较简单并且可以使用一个简单的AEC。获得了相当大程度的回波减少。然而，和远端信号对比，预处理器的确引入了较重的失真。简言之，扬声器产生的声音的质量降低了。对于高保真应用来说这是不能接受的，但是对于限制了再现的移动装置来说这并没有造成很大的差异。与被再现声音中的其它不足相比较，回波是一个分外恼人的效应。在许多系统、特别是移动电话系统中，对再现质量的较小影响小于回波减少的正面效果。
简言之远端预处理器30引入了(非)线性失真，但是系统从模-数到模-数转换器看来是线性的，即已知对于自适应滤波器来说是非线性的。因为远端预处理器被放在自适应滤波器的输入端前面，所以自适应滤波器只须要建模一个线性回波并且因此它可以实现很好的回波消除。这个回波消除的正面效果大于非线性失真的消极效果。
本发明可以在不同的装置中使用。本发明特别地是对于移动电话上的免提声回波消除器很有用。然而，它也适用于在具有限制电源和/或小扬声器的装置上运行的所有AEC。可能的应用列表如下-手持机(移动电话、DECT等等)；-免提终端-个人数字助理；-车载套件-具有音频调制或通信的电视机；计算机、膝上计算机；-具有音频调制或通信的网上终端；-电话答录机；本领域技术人员应当理解，本发明不受限于上文中特别地示出并描述的内容。本发明是在于每个新颖的特征要素以及特征要素的每种结合。权利要求中的附图标记不限制它们的保护范围。动词″包括″及类似的词语不排除在权利要求中那些列出的元件之外还存在别的元件。元件前面使用的冠词″一个″不排除多个这类元件的存在。
本发明已经依据具体的实施例被描述，其意在说明本发明而不是限制本发明。本发明可以在硬件、固件或软件或其结合中实施。其它的实施例在后面的权利要求的范围之内。
简而言之，本发明可以按如下描述诸如移动电话系统之类的双向声音再现系统具有用于远端输入信号(W)的输入端(2)、扬声器(5)、输入端(2)和扬声器(5)之间的数-模转换器(3)、麦克风(7)、麦克风(7)之后的模-数(8)转换器、回波消除系统(AEC)和用于远端输出信号的输出端(12)。该系统包括一个在输入端(2)和数-模转换器(3)之间的预处理器(30)，包括-放大器(32)，用于把信号放大到一个足够的声压级
-削波器或压缩器或限幅器(33)，用于把信号限制在数字域中，以便系统在数-模转换器(3)和模-数转换器(8)之间基本上表现得像一个线性系统。
在本发明概念内做出许多变化是可能的。例如，本发明还具体表现为一个用于双向声音再现系统的装置，其具有用于远端输入信号(W)的输入端(2)、用于扬声器的输出端、输入端(2)和扬声器(5)的输出端之间的数-模转换器(3)、用于麦克风(7)的输入端、在麦克风(7)的输入端之后的模-数(8)转换器、回波消除系统(AEC)和用于远端输出信号的输出端(12)，其特征在于该装置包括用于远端输入信号(W)的输入端(2)、回波消除系统(AEC)、用于远端输出信号的输出端(12)以及输入端(2)和数-模转换器(3)之间的预处理器(30)，预处理器(30)包括一个用于放大远端输入信号的放大器(32)，以及一个用于限制远端信号最大振幅的装置(33)，其中，限幅信号用作扬声器和回波消除系统的输入。
例如在一个移动电话系统中，预处理器和AEC可以被并入移动电话，而麦克风和扬声器可以被并入移动电话的免提套件台。这个可能性在图3中用示意图由虚线指出，这些虚线还可以被画在模-数和模-数转换器之前，取决于这些转换器被合并进入的项。假如系统包括许多物理断开和分别出售的物品(例如移动电话的插入卡)，所示例子明确表示当比如在移动电话或免提套件中考虑了一个免提套件-移动电话系统时，预处理器和AEC可以在本发明的宽广概念内被提供在其中其中一个分离物品中。
尽管本发明对于大多数的移动电话系统都有用，然而在本发明的宽广概念内，系统不被限制于这类系统并且远端信号不一定必须是电话信号。
权利要求
1.一个双向声音再现系统，具有用于远端输入信号(W)的输入端(2)、扬声器(5)、输入端(2)和扬声器(5)之间的数-模转换器(3)、麦克风(7)、麦克风(7)之后的模-数(8)转换器、回波消除系统(AEC)和用于远端输出信号的输出端(12)，其特征在于该系统包括输入端(2)和数-模转换器(3)之间的预处理器(30)，预处理器(30)包括用于放大远端输入信号的放大器(32)，和一个限制远端信号最大振幅的装置(33)，其中，限幅信号用作扬声器和回波消除系统的输入。
2.权利要求1中要求的双向声音再现系统，其特征在于预处理器还包括一个用于衰减远端信号(W)低频的高通滤波器(31)。
3.权利要求3中要求的双向声音再现系统，其特征在于高通滤波器(31)的截止频率在100和1000Hz之间，优选地在300和1000Hz之间。
4.权利要求1中要求的双向声音再现系统，其特征在于限制装置(33)包括对超出一个信号强度的远端信号进行削波的削波器。
5.权利要求1中要求的双向声音再现系统，其特征在于限制装置(33)包括一个用于限制到扬声器的信号最大振幅的限幅器或压缩器。
6.权利要求1中要求的双向声音再现系统，其特征在于该双向声音再现系统是一个扬声器电话系统。
7.权利要求6中要求的双向声音再现系统，其特征在于扬声器电话系统是一个移动电话系统。
8.权利要求1中要求的双向声音再现系统，其特征在于双向再现系统是下列设备组中的任意一个，手持机(移动电话、DECT等等)、免提终端、个人数字助理、车载套件、具有音频调制或通信的电视机、计算机、具有音频调制或通信的网上终端、电话答录机。
9.一个用于双向声音再现系统的装置，其具有用于远端输入信号(W)的输入端(2)、用于扬声器的输出端、输入端(2)和扬声器(5)的输出端之间的数-模转换器(3)、用于麦克风(7)的输入端、在麦克风(7)的输入端之后的模-数(8)转换器、回波消除系统(AEC)和用于远端输出信号的输出端(12)，其特征在于该装置包括用于远端输入信号(W)的输入端(2)、回波消除系统(AEC)、用于远端输出信号的输出端(12)以及输入端(2)和数-模转换器(3)之间的预处理器(30)，预处理器(30)包括一个用于放大远端输入信号的放大器(32)，以及一个用于限制远端信号最大振幅的装置(33)，其中，限幅信号用作扬声器和回波消除系统的输入。
10.一个用于在双向声音再现系统中消除回波的方法，双向声音再现系统具有一个扬声器和一个麦克风，其中该方法包括-从一个模拟远端输入信号接收或据此产生一个数字远端输入信号，-该数字远端信号被转换成一个模拟信号，-被转换的模拟信号经由扬声器发出，-麦克风产生一个模拟麦克风信号，-该模拟麦克风信号被转换成一个数字麦克风信号，-通过滤波数字远端信号并从数字麦克风信号减去所得结果来执行一个回波消除，其特征在于在数-模转换和回波消除之前，数字远端信号被放大并且被限制在一个限制值之下。
11.权利要求10中要求的方法，其特征在于数字远端信号被削波。
12.包括程序代码装置的计算机程序，当所述程序在计算机上运行时，它用于权利要求10或11中任何一个所要求的方法。
13.包括存储在计算机可读介质上的程序代码装置的计算机程序产品，用于执行权利要求10或11中任何一个所要求的方法。
全文摘要
诸如移动电话系统之类的双向声音再现系统具有用于远端输入信号(W)的输入端(2)、扬声器(5)、输入端(2)和扬声器(5)之间的数－模转换器(3)、麦克风(7)、麦克风(7)之后的模－数(8)转换器、回波消除系统(AEC)和用于远端输出信号的输出端(12)。该系统包括一个在输入端(2)和数－模转换器(3)之间的预处理器(30)，包括用于把信号放大到足够大声压级的放大器(32)，用于限制把信号限制在数字域中的削波器或压缩器或限幅器(33)，以便数－模转换器(3)和模－数转换器(8)之间的电话系统基本上表现得像一个线性系统。
文档编号H04M9/08GK1826797SQ200480014690
公开日2006年8月30日 申请日期2004年5月18日 优先权日2003年5月27日
发明者I·L·D·M·梅克斯, D·A·C·M·鲁维斯, A·斯坦格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司