用于动态调谐回音消除器的增益控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于控制声学回音消除器（acousticechocanceller)的调谐参数的 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在通话中，回音是话音信号的反射。其是原始信号的延迟复制。图la例示了示例 场景，其示出了由远端麦克风捕获并且由近端扬声器输出的信号。该回音是扬声器与麦克 风之间的声耦合的结果；除了近端说话者的话音和任何背景噪声以外，麦克风还捕获源自 其自身扬声器的信号。结果是远端扬声器处的回音。回音消除是电话学的重要特征。免提 装置和电话会议尤其需要可以适于具有宽范围声学特性的环境的回音消除。
[0003] 声学回音消除器通常合成对源自远端话音信号的回音的估计。接着，从麦克风信 号中减去所估计的回音。该技术需要自适应信号处理，以有效地生成足够准确以消除回音 的信号。通常使用自适应滤波器来对环境的声脉冲响应进行建模。该自适应滤波器后面通 常跟着用于去除任何残留回音的非线性处理器（NLP)。该非线性处理器可以随附有舒适噪 声生成器（CNG)，因为完全无声的时段可使用户不安。
[0004] 回音消除器的性能取决于该平台，并且尤其取决于音频接口、接口驱动器和相关 硬件、前置和后置放大器（若有的话），以及麦克风和扬声器的特性。用充分的回音消除在 宽泛种类的平台上实现全双工话音通信是具有挑战性的。因此，多数回音消除器需要某种 形式的专用平台调谐来提供最佳性能。通常来说，该专用平台调谐必须人工执行。
[0005] 因此，需要用于对声学回音消除器进行调谐的改进方法。
【发明内容】
[0006] 根据第一实施方式，提供了用于动态调谐回音消除器的增益控制系统，该回音消 除器被设置成对远端信号的回音进行估计并从麦克风信号中减去该估计，以输出回音消除 信号，所述系统包括：回音测量单元，该回音测量单元被设置成计算所述麦克风信号与所述 远端信号的比率；衰减单元，该衰减单元被设置成对所述麦克风信号与所述远端信号中的 至少一个信号进行衰减，以向所述回音消除器输出第二麦克风信号和第二远端信号，所述 第二麦克风信号与所述第二远端信号的比率不同于所计算出的比率；以及衰减控制器，该 衰减控制器被设置成根据所计算出的比率控制所述衰减单元，以改变所述第二麦克风信号 与所述第二远端信号的比率，并且控制所述回音消除信号。
[0007] 所述回音控制器可以具有多个不同的操作模式。所述衰减控制器可以被设置成将 所述增益控制系统的每一个操作模式与所述麦克风信号和所述远端信号的默认衰减相关 联。
[0008] 所述衰减控制器可以被设置成，在估计的开始，控制所述衰减单元应用与所述回 音消除器的操作模式相关联的所述默认衰减；并且此后，根据所计算出的比率控制所述衰 减单元。
[0009] 所述衰减控制器可以被设置成，如果其确定已出现以下情况中的一个或更多个情 况则确定已经开始估计：所述回音消除器的所述操作模式变化；通过通信装置开始通信； 所述通信装置的音量级变化。
[0010] 所述增益控制系统可以包括存在性单元，该存在性单元被设置成在所述回音测量 单元计算所述比率之前，检查所述远端信号的信号能量是否超过预定阈值。
[0011] 所述回音测量单元可以被设置成如果所述远端信号的信号能量未超过所述预定 阈值，则不计算所述比率，直到所述远端信号的信号能量被发现超出所述预定阈值。
[0012] 所述回音控制器可以包括自适应滤波器，该自适应滤波器被设置成根据所述第二 远端信号生成对所述回音的估计，并且所述增益控制系统包括自适应计数器，该自适应计 数器被设置成保持由所述自适应滤波器进行的自适应的计数。
[0013] 所述自适应计数器可以被设置成，在所述回音测量单元计算所述比率之前，检查 所述计数是否超出预定阈值。
[0014] 所述回音测量单元可以被设置成如果所述计数未超出所述预定阈值，则不计算所 述比率，直到所述计数被发现超出所述预定阈值。
[0015] 所述增益控制系统可以包括模式控制器，该模式控制器被设置成，如果所述计数 未超出所述预定阈值，则控制所述回音消除器按半双工模式操作。
[0016] 所述增益控制系统可以包括单端讲话鉴别器，该单端讲话鉴别器被设置成确定所 述麦克风信号是否指示单端讲话。
[0017] 所述单端讲话鉴别器可以被设置成，在所述回音测量单元计算所述比率之前，检 查所述麦克风信号是否指示单端讲话。
[0018] 所述回音测量单元可以被设置成如果所述麦克风信号被确定为不指示单端讲话， 则不计算所述比率，直到所述麦克风信号被确定为指示单端讲话。
[0019] 所述增益控制系统可以包括模式控制器，该模式控制器被设置成，在所述麦克风 信号被确定为不指示单端讲话的情况下，如果所述回音控制器已经按全双工模式操作，则 控制所述回音控制器按所述全双工模式操作，否则按半双工模式操作。
[0020] 所述单端讲话鉴别器可以被设置成，计算误差信号的短期功率与所述麦克风信号 的短期功率的第一比率；将所述第一比率与第一预定域值相比较；以及如果所述第一比率 超出所述第一预定阈值，则确定所述麦克风信号指示单端讲话。
[0021] 所述单端讲话鉴别器可以被设置成，如果所述第一比率未超出所述预定阈值，则 计算所述误差信号的短期功率与所述远端信号的长期功率的第二比率；将所述第二比率与 预定域值相比较；以及如果所述第二比率超出所述第二预定阈值，则确定所述麦克风信号 指示单端讲话。
[0022] 所述单端讲话鉴别器可以被设置成，如果所述第二比率未超出所述第二预定阈 值，则确定所述麦克风信号不指示单端讲话。
[0023] 所述回音测量单元可以被设置成如果所述麦克风信号被确定为指示单端讲话，则 计算所述麦克风信号与所述远端信号的比率。
[0024] 所述回音测量单元可以被设置成通过以下步骤计算所述麦克风信号与所述远端 信号的比率：估计所述麦克风信号的长期平均功率和所述远端信号的长期平均功率，以及 计算所述麦克风信号的长期平均功率与所述远端信号的长期平均功率的比率。
[0025]所述增益控制系统可以包括确认单元，该确认单元被设置成监测所计算出的比 率，并且如果所计算出的比率被确定为已经稳定达预定时长，则暂停所述计算。
[0026]所述增益控制系统可以包括模式控制器，该模式控制器被设置成如果所计算的比 率被确定为已经稳定达预定时长，则控制所述回音消除器按全双工模式操作。
[0027]所述衰减控制器可以被设置成根据来自收敛单元的控制信号来控制所述衰减单 元，所述收敛单元被设置成监测所述自适应滤波器的稳定性。
[0028]根据第二实施方式，提供了一种用于动态调谐回音消除器的方法，该回音消除器 被设置成对远端信号的回音进行估计并从麦克风信号中减去该估计，以输出回音消除信 号，所述方法包括以下步骤：计算所述麦克风信号与所述远端信号的比率；对所述麦克风 信号与所述远端信号中的至少一个信号进行衰减，以向所述回音消除器输出第二麦克风信 号和第二远端信号，所述第二麦克风信号与所述第二远端信号的比率不同于所计算出的比 率；以及根据所计算出的比率控制所述衰减单元，以改变所述第二麦克风信号与所述第二 远端信号的比率，并且控制所述回音消除信号。
[0029]所述回音控制器可以具有多个不同的操作模式。所述方法可以包括以下步骤：将 所述增益控制系统的每一个操作模式与所述麦克风信号和所述远端信号的默认衰减相关 联。
[0030]所述方法可以包括以下步骤：在估计的开始，控制所述衰减单元应用与所述回音 消除器的操作模式相关联的所述默认衰减；以及此后，根据所计算出的比率控制所述衰减 单元。
[0031]所述方法可以包括以下步骤：如果已出现以下情况中的一个或更多个情况则确定 已经开始估计：所述回音消除器的操作模式变化；通过通信装置开始通信；所述通信装置 的音量级变化。
[0032]所述方法可以包括以下步骤：在计算所述比率之前，检查所述远端信号的信号能 量是否超过预定阈值。
[0033]所述方法可以包括以下步骤：如果所述