ES2337956T3 - Circuito de reduccion del eco acustico para un dispositivo "manos libres" utilizable con un telefono movil. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo "manos libres" utilizable con un teléfono móvil, en especial un dispositivo autónomo adaptable de manera amovible en un vehículo automóvil, comprendiendo este dispositivo: - un circuito de adquisición de señales acústicas, que consta de un micrófono (18) y medios (38) convertidores analógico-digital; - un circuito de restitución de señales de audio, que consta de medios (28) convertidores digital-analógico, un amplificador (30) y un altavoz (16); - un circuito (20) de interfaz a una red telefónica, en especial un circuito de interfaz inalámbrico a un teléfono móvil, y - un circuito de tratamiento digital de las señales de audio captadas por el micrófono para la aplicación en la entrada de los medios de interfaz, y de tratamiento de las señales de audio recibidas en la salida de los medios de interfaz para su restitución por el altavoz, comprendiendo el circuito de tratamiento digital de las señales de audio medios de reducción del eco acústico resultante de la interacción del altavoz con el micrófono, constando estos medios de: - una etapa (40) de anulación de eco, que comprende un filtro lineal adaptativo apto para sustraer de la señal captada por el micrófono una señal de referencia derivada de la señal recibida en la salida de los medios de interfaz para su restitución por el altavoz, - una etapa (42) de supresión del eco residual presente en la salida de la etapa de anulación de eco, que comprende medios de control de ganancia, - una etapa (44) de reducción selectiva del ruido de fondo presente en la señal recibida en la salida de la etapa de supresión de eco, y - una etapa (50) de reducción selectiva del ruido de fondo presente corriente arriba en la señal recibida en la salida de los medios de interfaz para la aplicación al circuito de restitución de señales de audio. dispositivo caracterizado porque la etapa (50) de reducción del ruido de fondo presente en la señal recibida en la salida de los medios de interfaz comprende medios de análisis de coherencia temporal de la señal, aptos para determinar una probabilidad de presencia/ausencia de voz a priori a partir de los niveles de energía respectivos en el campo espectral, y para utilizar esta probabilidad para estimar un espectro de ruido y derivar una estimación sin ruido de la señal recibida.
Description
Circuito de reducción del eco acústico para un
dispositivo "manos libres" utilizable con un teléfono
móvil.
La invención se refiere de manera general a la
reducción de eco en los dispositivos que utilizan señales de audio
captadas por un micrófono, por ejemplo los teléfonos, adaptadores de
tipo "manos libres" y dispositivos análogos.
En particular, la invención se puede aplicar
ventajosamente a un dispositivo "manos libres" utilizable en
asociación con un teléfono móvil, especialmente un dispositivo
"manos libres" autónomo adaptable de manera amovible en un
vehículo automóvil.
Más precisamente, el eco puede ser el resultado
de dos fenómenos, de naturalezas diferentes. El primero es el eco
denominado "eco de línea", limitado a la vía de transmisión y
para el cual se conocen diversos procedimientos de filtrado; el
segundo se denomina "eco acústico", eco realmente captado por
el micrófono y debido al fenómeno de reverberación del entorno del
hablante, típicamente la habitación donde se encuentra o bien el
habitáculo de un vehículo.
Es a la eliminación de este último tipo de eco
(eco acústico) a la que se refiere muy particularmente la presente
invención.
Este eco acústico constituye un elemento
perturbador muy importante del dispositivo que puede ir, a menudo,
hasta hacer incomprensible para el hablante distante (el que está al
otro extremo de la vía de transmisión de la señal telefónica) las
palabras del hablante cercano (el que sus palabras se ahogan en el
eco acústico.
Estos aparatos constan de un micrófono sensible
destinado a captar las palabras del hablante cercano, y un altavoz
relativamente potente que reproduce las palabras del hablante
distante en el transcurso de una conversación telefónica. Sin
embargo, por acoplamiento acústico entre estos dos transductores, el
micrófono captará no solamente la voz del hablante cercano, sino
también el ruido ambiental y sobre todo el eco acústico, es decir
la reverberación del sonido reproducido por el altavoz - y esto a un
nivel más alto cuanto más cerca se encuentren el micro y el altavoz
y cuanto más elevada sea la potencia acústica restituida por el
altavoz. Tal es típicamente el caso de los sistemas embarcados en
un vehículo automóvil, donde el nivel sonoro del altavoz es
relativamente elevado para cubrir los ruidos ambientales.
Además, la distancia importante entre micrófono
y hablante conlleva un nivel relativo de ruido elevado que hace
difícil la extracción de la señal útil, ahogada en el eco y en el
ruido. Además, este ruido presenta características espectrales no
estacionarias, es decir que evolucionan de manera imprevisible en
función de las condiciones de conducción: paso sobre calzadas
deformadas o adoquinadas, autorradio en funcionamiento, etc., que
hacen todavía más difícil la puesta a punto de algoritmos apropiados
de tratamiento de la señal.
Además, número de estos dispositivos se realizan
en forma de aparatos autónomos, amovibles, que comprenden en una
misma caja a la vez el micrófono y el altavoz así como los botones
de mando: la proximidad (algunos centímetros) entre el altavoz y el
micrófono conlleva entonces un nivel de eco acústico considerable,
típicamente del orden de veinte veces más elevado que la señal de
palabra producida por el hablante cercano.
La eliminación de este eco acústico es
particularmente delicada, especialmente en los entornos muy
ruidosos, típicamente vehículos automóviles, donde el ruido
ambiental se añade a las señales de palabra y de eco captadas por
el micrófono.
Los dispositivos conocidos de mejor rendimiento
aplican en tal situación: (i) una etapa de anulación de eco, (ii)
una etapa de supresión de eco y (iii) una etapa de reducción de
ruido.
El US-B-6 970
558 describe un dispositivo que consta de estas diversas etapas.
La etapa denominada de "anulación de eco"
(echo cancellation) modeliza una transformación lineal entre
la señal del hablante distante (es decir la señal destinada a ser
reproducida por el altavoz) y el eco registrado por el micrófono,
de manera que define dinámicamente un filtro adaptativo, aplicado a
la señal del hablante distante. El resultado de este filtrado se
sustrae entonces de la señal recogida por el micrófono, lo que
tiene por efecto la anulación de la mayor parte del eco
acústico.
La etapa denominada de "supresión de eco"
(echo suppression) tiene por función la supresión del eco
residual presente después del tratamiento por la etapa de anulación
de eco, atenuando este eco residual hasta el nivel del ruido de
fondo.
Mientras que la anulación de eco se aplica
esencialmente por una etapa de sustracción, la supresión de eco
funciona por un control de la ganancia, que actuará igualmente sobre
la señal útil captada por el micrófono (señal de voz del hablante
cercano).
Finalmente, la etapa de reducción de ruido
(noise reduction) tiene como objetivo reducir el ruido de
fondo captado por el micrófono preservando a la vez la voz del
hablante cercano. Esta reducción de ruido se lleva ventajosamente a
cabo de manera dinámica y adaptativa, discriminando los periodos de
silencio de la conversación para identificar el ruido en la misma,
llevando a cabo a continuación la eliminación selectiva de ruido con
una atenuación adap-
tada.
tada.
Sin embargo, estos dispositivos no son
completamente satisfactorios, en particular en el caso de los
aparatos en los cuales la distancia entre altavoz y micrófono es
muy pequeña en comparación con la distancia entre hablante cercano
y micrófono: por lo tanto, cuando el hablante distante habla, sus
palabras son reproducidas por el altavoz y son captadas de vuelta
por el micrófono, típicamente con un nivel de eco que puede alcanzar
veinte veces el nivel medio de las palabras del hablante
cercano.
Por otra parte, debido especialmente a la
movilidad de los teléfonos móviles actuales, ocurre muy a menudo
que el hablante distante se encuentre en un entorno relativamente
ruidoso (calle, oficina, restaurante, tren, etc.), con un nivel de
ruido que puede alcanzar 1/10ª del nivel de sus palabras. Esta señal
de ruido va a ser ella misma reproducida por el altavoz del
dispositivo y va a participar en el eco acústico. Por lo tanto, el
nivel de este ruido lejano en el eco será del mismo orden que el de
las palabras del hablante cercano, incluso más elevado.
Por consiguiente, incluso después de anulación
de eco, el eco residual procedente de este ruido lejano (ruido
captado del lado del hablante distante) ya no será despreciable y la
etapa de supresión de eco introducirá entonces una atenuación
importante de la señal de voz del hablante cercano transmitida al
hablante distante.
Hay que notar que, contrariamente a la voz, el
ruido está presente permanentemente en el lado del hablante
distante (es decir, incluso cuando éste no habla), lo cual introduce
una atenuación casi permanente de la señal de voz transmitida desde
el hablante cercano hasta el hablante distante. El resultado no se
puede mejorar más que cuando el hablante distante permanece
suficiente tiempo en silencio para que la etapa de anulación de eco
pueda modelizar una transformación lineal de la señal de ruido que
rodea al hablante distante.
Por otra parte, la etapa de anulación de eco,
que se basa en un filtro lineal, no modeliza los fenómenos no
lineales que pudiesen intervenir en la cadena de transmisión,
especialmente al nivel del amplificador y del altavoz, ni el ruido
de fondo eléctrico a nivel de los circuitos de conversión
analógica/digital. Ahora bien, se trata de fenómenos no
despreciables en el caso de productos de gran consumo, de bajo coste
y dimensiones reducidas.
Estas no linealidades generan una inestabilidad
en el algoritmo de anulación de eco, que debe intentar readaptarse
en un tiempo muy corto.
Los componentes que resultan de estas no
linealidades no se pueden atenuar por la anulación de eco, puesto
que no están modelizados. No se pueden reducir más que por la etapa
de supresión de eco, lo cual deteriora el comportamiento del
dispositivo en dúplex integral, debido a la atenuación, en la voz
del hablante cercano, de señales que no son del eco.
La presente invención tiene por objeto resolver
estas diversas dificultades y limitaciones, gracias a un dispositivo
provisto de un circuito de tratamiento digital que proporciona una
reducción más eficaz del eco acústico, especialmente en presencia
de fenómenos no lineales y en presencia, del lado del hablante
distante, de ruido susceptible de afectar a la anulación de eco,
especialmente en situación de dúplex integral.
El dispositivo de la invención es del tipo
conocido especialmente a partir del
US-B-6 970 558 anteriormente
citado, que costa de: un circuito de adquisición de señales
acústicas, que consta de un micrófono y de medios convertidores
analógico-digital; un circuito de restitución de
señales de audio, que consta de medios convertidores
digital-analógico, un amplificador y un altavoz; un
circuito de interfaz a una red telefónica, especialmente un
circuito de interfaz inalámbrico a un teléfono móvil; y un circuito
de tratamiento digital de las señales de audio captadas por el
micrófono para la aplicación en la entrada de los medios de
interfaz, y de tratamiento de las señales de audio recibidas en la
salida de los medios de interfaz para su restitución por el
altavoz.
El circuito de tratamiento digital de las
señales de audio consta de medios de reducción del eco acústico
resultante de la interacción del altavoz con el micrófono, que
constan ellos mismos de: una etapa de anulación de eco, que
comprende un filtro lineal adaptativo apto para sustraer de la señal
captada por el micrófono una señal de referencia derivada de la
señal recibida en la salida de los medios de interfaz para su
restitución por el altavoz; una etapa de supresión del eco residual
presente en la salida de la etapa de anulación de eco, que
comprende medios de control de ganancia; y una etapa de reducción
selectiva del ruido de fondo presente en la señal recibida en la
salida de la etapa de supresión de eco.
El dispositivo comprende también una etapa de
reducción selectiva del ruido de fondo presente corriente arriba en
la señal recibida en la salida de los medios de interfaz para la
aplicación al circuito de restitución de señales de audio.
De manera característica de la invención, esta
última etapa comprende medios de análisis de coherencia temporal de
la señal, aptas para determinar una probabilidad de
presencia/ausencia de voz a priori a partir de los niveles
de energía respectivos en el campo espectral, y para utilizar esta
probabilidad para estimar un espectro de ruido y derivar una
estimación sin ruido de la señal recibida.
Muy ventajosamente, el dispositivo consta además
de una etapa de filtrado y de digitalización, recibiendo en la
entrada la señal aplicada por el amplificador al altavoz, y
proporcionando en la salida una señal correspondiente filtrada y
digitalizada, aplicada como señal de referencia en la etapa de
anulación de eco.
Preferiblemente, la etapa de reducción selectiva
del ruido de fondo presente en la señal recibida en la salida de la
etapa de supresión de eco es del mismo tipo que la que pretende
reducir el ruido de fondo presente corriente arriba en la señal
recibida en la salida de los medios de interfaz.
Según diversas formas de realización
preferidas:
- -
- el filtro lineal adaptativo de la etapa de anulación de eco comprende medios de puesta en práctica de un algoritmo predictivo de tipo APA;
- -
- los medios de control de ganancia de la etapa de supresión del eco residual son medios selectivos de control de ganancia que operan de manera diferenciada en función de las frecuencias de la señal recibida;
- -
- la etapa de filtrado y de digitalización comprende medios de filtrado de paso bajo y de adaptación de nivel;
- -
- los circuitos del dispositivo se incorporan en una caja común que lleva el altavoz y el micrófono dispuestos el uno cerca del otro.
\vskip1.000000\baselineskip
Se va a describir ahora un ejemplo de puesta en
práctica del dispositivo de la invención, en referencia con los
dibujos anexados en los que las mismas referencias numéricas
designan, de una figura a otra, elementos idénticos o
funcionalmente similares.
La figura 1 es un esquema por bloques que
muestra las diferentes etapas implicadas en el tratamiento de la
señal de un dispositivo conocido.
La figura 2 es homóloga de la figura 1, para el
dispositivo de la presente invención.
En referencia a la figura 1, se va a describir
en primer lugar la estructura de un dispositivo conocido que
comprende medios de anulación de eco, de reducción de eco y de
reducción de ruido.
El dispositivo "manos libres" está
destinado a soportar una conversación telefónica entre dos personas,
a saber un hablante cercano 10 y un hablante distante 12. El
hablante cercano 10 es el que se encuentra cerca del dispositivo
"manos libres" 14. El hablante distante 12 es aquel con el cual
el hablante cercano está en conversación telefó-
nica.
nica.
El dispositivo 14 es típicamente un dispositivo
instalado en un vehículo automóvil, de manera fija o amovible.
Posee un altavoz 16 destinado a reproducir la voz del hablante
distante, y un micrófono 18 destinado a captar la voz del hablante
cercano 10. El dispositivo consta igualmente de los medios de
interfaz, esquematizados en 20, para la transmisión bidireccional
de las señales sobre una red telefónica, por ejemplo (pero de manera
no limitativa) una interfaz inalámbrica de tipo Bluetooth
(marca registrada de Bluetooth SIG, Inc) u otro que permita acoplar
el dispositivo 14 al teléfono celular móvil del hablante cercano,
por el cual este último está él mismo en comunicación
radiotelefónica con el hablante distante.
La señal captada del lado del hablante distante
12 incluye de hecho no solamente la voz 22 del hablante sino
también el ruido ambiental 24, estando las dos señales mezcladas en
la señal transmitida al hablante cercano, señal recibida en la
entrada E del dispositivo 14. Esta señal incidente se aplica a un
convertidor digital/analógico 28, y a continuación en la entrada de
un amplificador de audio 30 que reproduce la señal en el altavoz
16.
El micrófono 18, por su parte, va a captar una
señal acústica que será una combinación (i) de la voz 32 del
hablante cercano 10, (ii) del ruido ambiental 34 que hay en el
entorno de este último (por ejemplo en el habitáculo del vehículo
automóvil) y (iii) de la señal 36 reproducida por el altavoz 16.
La señal 36 es una señal de eco indeseable desde
el punto de vista del micrófono 18. Como se ha indicado más arriba,
teniendo en cuenta los niveles de funcionamiento del amplificador 30
y el acoplamiento importante debido a la proximidad entre el
altavoz 16 y el micrófono 18, cuando el hablante distante 12 habla,
el nivel de la señal 36 puede alcanzar veinte veces el de la señal
de voz 32 del hablante cercano 10.
Por otra parte, el nivel de ruido en esta señal
de eco 36 (que mezcla la voz 22 del hablante distante 12 y el ruido
24 del entorno de este último) puede ser importante, ya que a menudo
ocurre que el hablante distante se encuentra él mismo en un entorno
ruidoso. El nivel de este ruido 24 puede alcanzar a menudo del orden
de 1/10ª de la señal de voz 22, de manera que el nivel de ruido en
el eco 36 puede ser del mismo orden que la señal del nivel de voz
32 del hablante cercano 10, incluso más elevado (haciendo además
abstracción del ruido 34 que rodea al hablante cercano 10).
En los circuitos actuales más eficaces, la
reducción del eco acústico se realiza, después de la digitalización
de la señal captada por el micrófono 18 en una etapa de conversión
analógica/digital 38, por tres etapas sucesivas: (i) anulación de
eco 40, (ii) supresión de eco 42 y (iii) reducción de ruido 44.
La etapa de anulación de eco 40 no tiene
esencialmente ningún efecto sobre la voz del hablante cercano 10.
La anulación de eco consiste en definir de manera dinámica un filtro
de compensación que reciba en la entrada la señal procedente del
hablante distante (señal en la entrada E del dispositivo) para
sustraer de la señal captada por el micrófono 18 una señal adaptada
representativa de la señal recibida, para dar en la salida de la
etapa 40 una señal libre del eco parásito.
El filtro lineal se puede caracterizar mediante
un algoritmo de supresión de eco tal como un algoritmo de tipo APA
(Affin Projection Algorithm) o de tipo LMS (Least Mean
Squares) o NLMS (Normalized LMS). Tal algoritmo
adaptativo perfeccionado de tipo APA se describe por ejemplo en el
FR-A-2 792 146 (Parrot SA).
La anulación de eco llevada a cabo por la etapa
40 presenta la ventaja de no modificar las señales captadas por el
micrófono 18 que no sean del eco; la voz del hablante cercano queda
por lo tanto intacta después de la etapa de anulación de eco
40.
Sin embargo, por diversas razones
(identificación imperfecta del filtro, modelización lineal
aproximada,...) es frecuente que quede eco audible después de la
etapa de anulación de eco 40.
La etapa de supresión de eco 42 tiene por objeto
suprimir este eco residual, atenuando la señal de eco hasta el
nivel del ruido de fondo.
Esta etapa supresora de eco está generalmente
constituida por una etapa de control automático de ganancia que
funciona o bien de manera uniforme en todas las frecuencias, o bien
de manera selectiva en función de las diferentes bandas de
frecuencia.
Para niveles razonables de eco residual (el caso
más frecuente), el comportamiento en dúplex integral se ve poco
afectado, ya que es relativamente raro que la voz del hablante
distante y el eco estén exactamente sincronizados, es decir que las
dos señales presenten niveles de energía comparables a la vez. La
atenuación de la voz del hablante cercano permanecerá de este modo
relativamente moderada.
Finalmente, la etapa de reducción de ruido 44
tiene por función reducir el ruido de fondo 34 captado por el
micrófono, preservando a la vez la voz 32 del hablante cercano. Esta
etapa puede especialmente poner en práctica técnicas tales como las
descritas por:
- [1]
- Y. Ephraim y D. Malah, Speech Enhancement using a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator, IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and signal Processing, Vol. ASSP-32, nº 6, pág. 1109-1121, Dic. 1984,
- [2]
- Y. Ephraim y D. Malah, Speech Enhancement using a Minimum Mean-Square Error Log-Spectral Amplitude Estimator, IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-33, nº 2, pág. 443-445, Abril 1985, y
- [3]
- I. Cohen y B. Berdugo, Speech Enhancement for Non-Stationary Noise Environments, Signal Processing, Elsevier, Vol. 18, pág. 2403-2418, 2001.
\vskip1.000000\baselineskip
Estas técnicas de reducción de ruido operan por
discriminación entre los periodos de presencia y de ausencia de la
voz del hablante cercano. Durante los periodos identificados como
silencios, el ruido captado se analiza en sus diferentes
componentes de frecuencia, para determinar la energía de los
componentes de frecuencia con más ruido y aplicar a continuación a
la señal con ruido una ganancia débil, dejando a la vez intactos los
componentes con poco o sin ruido.
Se proporciona la señal así tratada en la salida
S para su transmisión al hablante distante.
La invención propone modificar, de la manera
ilustrada en la figura 2, la estructura del dispositivo conocido
que se acaba de describir.
Según un primer aspecto de la invención, se
aplica un tratamiento de eliminación de ruido previo corriente
arriba a la señal procedente del hablante distante, antes de la
amplificación y antes de la utilización de esta señal como
referencia para la etapa de anulación de eco.
Esta eliminación de ruido se lleva a cabo por
una etapa 50 dispuesta entre la entrada E del circuito 14 y el
convertidor 28.
\newpage
El objetivo de esta eliminación de ruido es
doble:
- -
- reducir el ruido de fondo presente en el eco, para mejorar el comportamiento de la etapa de anulación de eco: reduciéndose el ruido de fondo en el eco, la energía restituida por el altavoz será menor, lo cual contribuirá aún menos a crear un eco residual permanente que tendería a atenuar el nivel de la señal de voz del hablante cercano.
- -
- mejorar la calidad de escucha para el hablante cercano, haciéndose la señal procedente del hablante distante más inteligible para el hablante cercano gracias a la eliminación de ruido de la señal restituida.
La etapa adicional de reducción del ruido 50
corriente arriba puede utilizar un algoritmo comparable al de la
etapa de reducción de ruido 44 corriente abajo descrito más arriba,
es decir, poniendo en práctica los mecanismos propuestos por
Ephraim y Malah en las referencias [1] y [2] anteriormente citadas.
En estas técnicas, el tratamiento de eliminación de ruido
propiamente dicho se realiza en el campo frecuencial, realizándose
el paso del campo temporal al campo frecuencial, y del campo
frecuencial al campo temporal, mediante transformadas de Fourier
rápidas con ventana y recubrimiento. La eliminación de ruido pone en
práctica un módulo de estimación de ruido y un módulo de cálculo de
ganancia para cada banda de frecuencia, estando los valores de
ganancia basados en modelos estadísticos de la voz y del ruido y en
la estimación de parámetros de estos modelos.
Según un segundo aspecto de la invención, la
referencia utilizada para el filtro lineal de la etapa de anulación
de eco 40 se modifica para eliminar los fenómenos no lineales.
Para esto, el dispositivo utiliza como
referencia para la etapa de anulación de eco 40 ya no la señal
procedente del hablante distante, sino una señal tomada en la
salida 52 del amplificador 30, que corresponde a la señal destinada
a ser aplicada al altavoz 16. La señal de referencia de la etapa de
anulación de eco 40 que se toma en este nivel, contiene las
saturaciones y otras no linealidades generadas por el amplificador,
especialmente en el caso de amplificadores de clase B,
relativamente sujetos a la distorsión.
La señal de referencia contiene igualmente el
ruido de fondo eléctrico presente en la salida del convertidor 28,
ruido que resulta especialmente de los blindajes imperfectos entre
la entrada digital y la salida analógica, como es a menudo el caso
con los productos de gran consumo.
Esta señal de referencia se conforma y adapta
mediante una etapa 54 de filtrado y de ganancia y una etapa 56 de
conversión analógica/digital. La etapa 54 comprende un filtro de
paso bajo analógico y aplica una ganancia inferior a la unidad,
para adaptar el nivel de la señal en la salida del amplificador al
nivel de la entrada del convertidor 56; el filtro de paso bajo
elimina las frecuencias elevadas, no audibles, en la salida del
amplificador (presentes especialmente en el caso de amplificadores
de clase B), para no perturbar el funcionamiento del convertidor
56.
La señal de referencia de la etapa de anulación
de eco así definida es una señal muy cercana a la que se emitirá
por el altavoz 16 y será por lo tanto captada en el eco 36 por el
micrófono 18. El filtro lineal de la etapa de anulación de eco 40
se podrá estimar de este modo con mucha más precisión, ya que el
filtro adaptativo será excitado por una señal de referencia que
contiene ya la mayor parte de las no linealidades de la cadena de
audio. De este modo, se mejorará notablemente la anulación de eco, y
se reducirá en la misma medida el eco residual. La atenuación
introducida a continuación por la etapa de supresión de eco 42 será
por lo tanto menor, obteniendo como resultando un mejor
comportamiento en dúplex integral, atenuándose correlativamente
menos la voz del hablante cercano.
Claims (7)
1. Un dispositivo "manos libres" utilizable
con un teléfono móvil, en especial un dispositivo autónomo adaptable
de manera amovible en un vehículo automóvil, comprendiendo este
dispositivo:
- -
- un circuito de adquisición de señales acústicas, que consta de un micrófono (18) y medios (38) convertidores analógico-digital;
- -
- un circuito de restitución de señales de audio, que consta de medios (28) convertidores digital-analógico, un amplificador (30) y un altavoz (16);
- -
- un circuito (20) de interfaz a una red telefónica, en especial un circuito de interfaz inalámbrico a un teléfono móvil, y
- -
- un circuito de tratamiento digital de las señales de audio captadas por el micrófono para la aplicación en la entrada de los medios de interfaz, y de tratamiento de las señales de audio recibidas en la salida de los medios de interfaz para su restitución por el altavoz,
- \quad
- comprendiendo el circuito de tratamiento digital de las señales de audio medios de reducción del eco acústico resultante de la interacción del altavoz con el micrófono, constando estos medios de:
- -
- una etapa (40) de anulación de eco, que comprende un filtro lineal adaptativo apto para sustraer de la señal captada por el micrófono una señal de referencia derivada de la señal recibida en la salida de los medios de interfaz para su restitución por el altavoz,
- -
- una etapa (42) de supresión del eco residual presente en la salida de la etapa de anulación de eco, que comprende medios de control de ganancia,
- -
- una etapa (44) de reducción selectiva del ruido de fondo presente en la señal recibida en la salida de la etapa de supresión de eco, y
- -
- una etapa (50) de reducción selectiva del ruido de fondo presente corriente arriba en la señal recibida en la salida de los medios de interfaz para la aplicación al circuito de restitución de señales de audio.
- \quad
- dispositivo caracterizado porque la etapa (50) de reducción del ruido de fondo presente en la señal recibida en la salida de los medios de interfaz comprende medios de análisis de coherencia temporal de la señal, aptos para determinar una probabilidad de presencia/ausencia de voz a priori a partir de los niveles de energía respectivos en el campo espectral, y para utilizar esta probabilidad para estimar un espectro de ruido y derivar una estimación sin ruido de la señal recibida.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, que
comprende además:
- -
- una etapa (54, 56) de filtrado y de digitalización, que recibe en la entrada la señal aplicada por el amplificador (30) al altavoz (16), y proporcionando en la salida una señal correspondiente filtrada y digitalizada, aplicada como señal de referencia en la etapa (40) de anulación de eco.
3. El dispositivo según la reivindicación 1, en
el que la etapa (44) de reducción selectiva del ruido de fondo
presente en la señal recibida en la salida de la etapa de supresión
de eco comprende medios de análisis de coherencia temporal de la
señal, aptos para determinar una probabilidad de presencia/ausencia
de voz a priori a partir de los niveles de energía
respectivos en el campo espectral, y para utilizar esta probabilidad
para estimar un espectro de ruido y derivar una estimación sin
ruido de la señal recibida.
4. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que el filtro lineal adaptativo de la etapa (40) de anulación de
eco comprende medios de puesta en práctica de un algoritmo
predictivo de tipo APA.
5. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que los medios de control de ganancia de la etapa (42) de supresión
del eco residual son medios selectivos de control de ganancia que
operan de manera diferenciada en función de las frecuencias de la
señal recibida.
6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que la etapa (54) de filtrado y de digitalización comprende medios
de filtrado de paso bajo y de adaptación de nivel.
7. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que los circuitos del dispositivo están incorporados en una caja
común (14) que lleva el altavoz (16) y el micrófono (18) dispuestos
el uno cerca del otro.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR0609397 | 2006-10-26 | ||
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