PL185318B1

PL185318B1 - Sposób tłumienia sygnału echa w układzie akustycznym zawierającym mikrofon i głośnik

Info

Publication number: PL185318B1
Application number: PL97331238A
Authority: PL
Inventors: Eric D. Romesburg
Original assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 2003-04-30
Also published as: EP0914721A2; US5796819A; KR100338657B1; EP0914721B1; WO1998004079A2; AU3734297A; DE69709363T2; DE69709363D1; CN1169312C; MY122083A; BR9710475A; CN1226349A; HK1019982A1; PL331238A1; EE9900024A; JP2000515345A; JP4046197B2; EE03842B1; WO1998004079A3; KR20000065243A

Abstract

1. Sposób tlumienia sygnalu echa w ukladzie akustycznym zawierajacym mikrofon i glosnik, w którym mikrofon wychwytuje sygnal mowy od uzytkownika na bliskim koncu lacza, a glosnik od- biera sygnal mowy z dalekiego konca lacza i gene- ruje zwiazany z nim sygnal echa, który tez jest wy- chwytywany przez mikrofon, znamienny tym, ze w kolejnych etapach wykrywa sie sygnal echa i sygnal mowy na bliskim koncu lacza, estymuje sie zbiór transmitancji akustycznych w zbiorze filtrów adaptacyjnych (14, 40, 50, 60, 72), z których kazdy charakteryzuje sie zbiorem wspólczynników, przy czym w przynajmniej jednym z adaptacyjnych fil- trów wykorzystuje sie sygnal mowy z dalekiego konca lacza w charakterze sygnalu referencyjnego do ustawiania jego wspólczynników, filtruje sie sygnaly wyjsciowe z przynajmniej jednego z mikro- fonów (22, 36, 68), przy uzyciu wspólczynników z przynajmniej jednego filtra adaptacyjnego oraz sumuje sie filtrowane i/lub nie filtrowane wyjsciowe sygnaly mikrofonowe do zasadniczego wytlumienia sygnalu echa (L'), przy jednoczesnym zasadniczym zachowaniu sygnalu mowy (L). FIG. 3 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób tłumienia sygnału echa w układzie akustycznym zawierającym mikrofon i głośnik. Wynalazek dotyczy tłumienia echa w układach nieliniowych, stosowanych w systemach telekomunikacyjnych, a zwłaszcza w ruchomych, głośnomówiących telefonach.

W systemach telekomunikacyjnych, służących do dwustronnej transmisji mowy między dwoma użytkownikami za pośrednictwem linii naziemnych i telefonicznych łączy bezprzewodowych, akustyczny sygnał od lokalnego użytkownika jest zwykle wychwytywany przez mikrofon umieszczony na jednej końcówce łącza telekomunikacyjnego i przekazywany za pośrednictwem połączenia telekomunikacyjnego na drugi koniec łącza, gdzie jest odtwarzany przez głośnik dla znajdującego się w jego pobliżu drugiego użytkownika. I odwrotnie - sygnał akustyczny od oddalonego użytkownika jest odbierany przez mikrofon znajdujący się na drugim końcu łącza, przekazywany poprzez łącza telekomunikacyjne do odbiornika mieszczącego się na tym końcu łącza, gdzie jest odtwarzany przez głośnik dla znajdującego się tu użytkownika. Na każdym końcu łącza telekomunikacyjnego pierwotny sygnał akustyczny transmitowany z drugiego końca łącza i odtwarzany przez głośnik może ulegać zakłóceniom pod wpływem dźwięków pochodzących z otoczenia i z głośnika i może być wychwytywany przez mikrofon. Sygnał z głośnika może więc być przekazywany z powrotem do nadawcy, gdzie przybędzie z opóźnieniem w stosunku do pierwotnego sygnału (wielkość opóźnienia jest funkcją czasu niezbędną dla sygnału do dokonania podróży w obie strony). Ten opóźniony sygnał może tworzyć dokuczliwe „echo”, które może być słyszalne na drugim końcu łącza.

Jak wiadomo znawcom przedmiotu, słyszalność sygnału echa powrotnego, otrzymywanego na przykład od dalszego końca łącza telekomunikacyjnego jest funkcją dwóch czynników: po pierwsze amplitudy (natężenia albo głośności) sygnału echa przekazywanego przez odległą końcówkę łącza do końcówki bliższej, a po drugie od wielkości opóźnienia sygnału echa otrzymywanego w odległej końcówce łącza w stosunku do pierwotnego sygnału przekazywanego z odległej do bliskiej końcówki łącza. Generalnie rzecz biorąc wzrost amplitudy i opóźnienia odbieranego sygnału echa powoduje wzrost jego słyszalności. Amplituda sygnału echa otrzymywanego w odległej końcówce łącza zależy z kolei od czułości mikrofonu, znajdującego się w bliższej końcówce łącza, na sygnał lokalnego głośnika, który tworzy sygnał echa. Z drugiej strony opóźnienie sygnału echa zależy od środków łączności (na przykład telefon bezprzewodowy w rozmowie z telefonem bezprzewodowym, telefon analogowy w roz6

185 318 mowie z telefonem cyfrowym). Te dwa aspekty (amplituda i opóźnienie) sygnału echa opisane zostaną w dalszej części.

W konwencjonalnych aparatach telefonicznych, na przykład w telefonach przewodowych, mikrofon jest tak zaprojektowany, żeby się znajdował w pobliżu ust mówiącego, głośnik zaś jest zwykle zasłonięty uchem użytkownika. W takich warunkach nie ma potrzeby dążyć do znacznego zwiększenia czułości mikrofonu, żeby sprawniej przechwytywał sygnał mowy i dlatego mikrofony nie są zbyt czułe na sygnał pochodzący z lokalnego głośnika. Z drugiej strony stałe zmniejszanie rozmiarów przenośnych telefonów i coraz częstsze stosowanie telefonów głośnomówiących sprawia, że mikrofon znajduje się coraz dalej od ust rozmawiającego i dlatego powinien mieć stosunkowo wysoką czułość, żeby zachować żądany poziom odbieranego sygnału mowy, pochodzącego ze stosunkowo większej odległości. To jednak oznacza, że mikrofon jest też bardziej czuły na sygnały pochodzące z lokalnego głośnika. W przypadku zestawów głośnomówiących, używanych w telefonach samochodowych, sprawa jest jeszcze bardziej skomplikowana, ponieważ mikrofony w nich mogą być jeszcze bardziej oddalone od ust rozmawiającego. Dlatego ich czułość powinna być jeszcze wyższa, co sprawia, że mogą one być nadzwyczaj czułe na sygnały z lokalnego głośnika. Podsumowując musimy stwierdzić, że sygnał echa w nowoczesnych aparatach telefonicznych może być dobrze słyszalny.

Łatwo dostrzegalne może być także opóźnienie związane z sygnałem echa. Dla danej głośności echa jego percepcja wzrasta proporcjonalnie do wzrostu opóźnienia echa aż do 50 ms. Ogólnie rzecz biorąc opóźnienie większe niż 50 ms jest nieznośne. Sygnał echa powstający w telefonach analogowych, pracujących w sieciach przewodowych, albo miał stosunkowo niewielkie opóźnienie (np. poniżej 50 ms) i dlatego jego percepcja nie była dokuczliwa, albo tam gdzie mógł być słyszalny podlegał jedynie zakłóceniom liniowym, które można było stosunkowo efektywnie wygłuszać w ramach sieci. Nowsze telefony cyfrowe, włączając w to cyfrowe telefony bezprzewodowe i komórkowe, przetwarzają sygnały akustyczne w tak zwanych wokoderach, które nie tylko dają znaczące opóźnienie (rzędu 200 ms.), ale wprowadzają także zakłócenia nieliniowe, które uniemożliwiają efektywne eliminowanie sygnałów echa w sieci. Dlatego w nowoczesnych telefonach sygnał echa musi być eliminowany u źródła, czyli przed transmisją.

W celu uniknięcia transmisji niepożądanych sygnałów echa, to jest tych, które trafiają do mikrofonu z sygnału generowanego przez głośnik i mogą być przezeń odbierane i przekazane powrotnie do nadawcy, czyli żeby użytkownik na oddalonym końcu łącza nie słyszał opóźnionej wersji swoich własnych słów, niezbędnym jest odizolowanie sygnału z głośnika. Upraszczając osiągnięto to przez proces tłumienia echa lub jego redukcję, czyli proces usuwania sygnału echa z wejściowego sygnału mikrofonu, kierując w ten sposób do transmisji jedynie sygnał użytkownika (dla celów tego opisu terminy „tłumienie echa” i „redukcja echa” są używane zamiennie dla opisania funkcji eliminowania lub redukowania sygnałów echa).

Podczas gdy potrzeba tłumienia echa występuje do pewnego stopnia we wszystkich systemach telefonicznych, włączając w to aparaty telefoniczne podłączone do naziemnych linii przesyłowych, potrzeba ta jest szczególnie ostra w aparatach głośnomówiących, a staje się imperatywem w montowanych w samochodach systemach telefonicznych przewidzianych do użytkowania bez użycia rąk. Środowisko zamkniętej przestrzeni kabiny samochodu jest szczególnie podatne na pojawianie się wielokrotnego odbicia sygnału z głośników i docieranie ich do wysokoczułych mikrofonów, jakie są stosowane w zestawach głośnomówiących. Zadanie eliminowania echa w tym otoczeniu jest dodatkowo komplikowane przez ruch pojazdu i względne zmiany kierunku i mocy głosu użytkownika i sygnału echa, w zależności od tego, czy okna są otwarte, czy zamknięte i ponieważ rozmawiający porusza głową podczas prowadzenia samochodu. W dodatku nowoczesne, cyfrowe radiotelefony są wyposażone w nieliniowe elementy (np. wokodery), które wprowadzają zakłócenia nieliniowe do sygnału echa, jeszcze bardziej utrudniając usunięcie tego ostatniego za pomocą prostych technik eliminacji echa.

Znane rozwiązania dotyczące eliminacji echa, szczególnie w radiotelefonach ruchomych, zostały ujawnione na przykład w amerykańskich patentach o numerach US 4 468 641,

185 318

584 441, 4 712 235, 5 062 102, 5 084 865, 5 305 309, 5 307 309, 5 307 405, 5 131 032,

193 112, 5 237 562, 5 263 019, 5 263 020, 5 274 705, 5 280 525, 5 315 585, 5 319 585 oraz 5 475 731.

Zdając sobie sprawę z ograniczeń, którym podlegają znane układy tłumienia echa, usiłowano je usunąć przez stosowanie elementów nie zniekształcających, takich jak głośniki dynamiczne, albo przez dodawanie nowych urządzeń, które miały usuwać albo blokować resztkowy sygnał echa na linii. Były to układy wycinające, tłumiki adaptacyjne, spektralne układy odejmujące, detektory głosu, detektory rozmowy dwustronnej, detektory rozbieżności i analizatory szumu. Podzespoły nie zniekształcające są jednak kosztowne, niezupełnie eliminują zniekształcenia i w sumie niezadowalająco poprawiają efektywność działania systemu jako całości. Co więcej, niektóre z tych dodatkowych urządzeń wprowadzają swoje własne zakłócenia, a inne negatywnie wpływają na działanie układu. Na przykład detektory głosu są czasami wprowadzane w błąd przez szumy pochodzące z otoczenia, czego skutkiem bywa nieodwracalne usunięcie sygnału mowy zamiast sygnału echa. Podobne niedogodności pojawiają się także w związku z używaniem innych typów detektorów.

Problem tłumienia echa w telefonicznych systemach głośnomówiących związany jest z problemem eliminowania szumu akustycznego, czyli usuwaniem szumu tła z poddawanego transmisji sygnału mowy. Jedną z metod mających na celu usunięcie szumu w środowisku pojazdu jest ta prezentowana w EP-A-729-288, gdzie osobne dwa mikrofony są używane do wyłapywania głosu jeden - kierowcy, drugi - pasażera. Kiedy jeden z nich odbiera sygnał mowy, drugi służy do odbioru sygnału szumu z otoczenia. W ten sposób jeżeli mikrofon kierowcy odbiera mowę, mikrofon pasażera wychwytuje szum używany przez pierwszy adaptacyjny filtr do estymacji szumowej składowej sygnału mowy, odbieranej przez mikrofon kierowcy. Dzięki temu szumowa składowa może być wycięta z sygnału akustycznego w pierwszym sumatorze. Podobnie, kiedy mikrofon pasażera odbiera sygnał mowy, mikrofon kierowcy odbiera szum, który jest używany przez drugi filtr adaptacyjny do estymacji szumowej składowej w sygnale akustycznym odbieranym przez mikrofon pasażera. Dzięki temu szumowa składowa może być wyeliminowana w drugim sumatorze. To podejście ma jednak na celu eliminowanie szumu, a nie eliminowanie szumu i echa.

Najnowsze rozwiązanie w dziedzinie eliminowania zarówno szumu jak i echa zostało zaprezentowane w pracy Kuo i jego współpracowników zatytułowanej „Acoustic Noise and Echo Cancellation Microphone System for Desktop Conferencing”, (Eliminujące szum akustyczny i echo systemy mikrofonowe dla skomputeryzowanych sal konferencyjnych) protokoły z 6. międzynarodowej konferencji poświęconej przetwarzaniu sygnału i technologii (ICSPAT), która odbyła się 24 - 26 października 1995 r. - str. 41 - 45. Projekt wymaga jednak użycia rozbudowanych detektorów głosu w celu zdefiniowania różnicy między mową, a hałasem występującym podczas pracy na biegu jałowym, pracy w trybie nadawania, odbioru i podczas połączenia dwustronnego. W hałaśliwym środowisku takie detektory mogą być łatwo wprowadzone w błąd przez szum, szczególnie podczas prowadzenia rozmowy między dwoma samochodami. W dodatku projekt ten wymaga, żeby filtry były włączane i wyłączane podczas pracy w różnych trybach, czego efektem są dokuczliwe odgłosy przełączania, słyszalne także przez rozmówcę na odległym krańcu łącza.

Sposób tłumienia sygnału echa w układzie akustycznym zawierającym mikrofon i głośnik, w którym mikrofon wychwytuje sygnał mowy od użytkownika na bliskim końcu łącza, a głośnik odbiera sygnał mowy z dalekiego końca łącza i generuje związany z nim sygnał echa, który też jest wychwytywany przez mikrofon, według wynalazku wyróżnia się tym, że w kolejnych etapach wykrywa się sygnał echa i sygnał mowy na bliskim końcu łącza, estymuje się zbiór transmitancji akustycznych w zbiorze filtrów adaptacyjnych, z których każdy charakteryzuje się zbiorem współczynników, przy czym w przynajmniej jednym z adaptacyjnych filtrów wykorzystuje się sygnał mowy z dalekiego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawiania jego współczynników, filtruje się sygnały wyjściowe z przynajmniej jednego z mikrofonów, przy użyciu współczynników z przynajmniej jednego filtra adaptacyjnego oraz sumuje się filtrowane i/lub nie filtrowane wyjściowe sygnały mikrofono8

185 318 we do zasadniczego wytłumienia sygnału echa, przy jednoczesnym zasadniczym zachowaniu sygnału mowy.

W etapie filtrowania korzystnie filtruje się przynajmniej jeden mikrofonowy sygnał wyjściowy w filtrze stałym, którego współczynniki kopiuje się z przynajmniej jednego filtra adaptacyjnego.

W innym, korzystnym rozwiązaniu w etapie filtrowania filtruje się przynajmniej jeden mikrofonowy sygnał wyjściowy w filtrze adaptacyjnym, którego współczynniki ustawia się przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego.

W jeszcze innym, korzystnym rozwiązaniu w etapie filtrowania filtruje się przynajmniej jeden mikrofonowy sygnał wyjściowy w filtrze adaptacyjnym, w którym wykorzystuje się sygnał wyjściowy innego filtra adaptacyjnego w charakterze sygnału referencyjnego.

Transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu korzystnie estymuje się w pierwszym filtrze adaptacyjnym, przy wykorzystaniu sygnału z dalekiego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy pierwszego mikrofonu w pierwszym stałym filtrze przy wykorzystaniu współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu w drugim filtrze stałym przy wykorzystaniu współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego oraz odejmuje się sygnał wyjściowy z drugiego filtra stałego od sygnału wyjściowego pierwszego filtra stałego. Pierwszy i drugi mikrofon korzystnie umiejscawia się w zależności od położenia użytkownika bliższego końca łącza i głośnika tak, żeby pierwszy mikrofon odbierał zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy od użytkownika bliskiego końca łącza niż drugi mikrofon i aby drugi mikrofon odbierał zasadniczo wyższy poziom sygnału echa niż pierwszy mikrofon.

W korzystnym rozwiązaniu umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon w zasadniczo równych odległościach od głośnika i tłumi się szum otoczenia, odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.

Transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu korzystnie estymuje się w pierwszym filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z dalekiego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy z drugiego mikrofonu w filtrze stałym, w którym estymuje się H1/H2 przy wykorzystaniu współczynników pierwszego i drugiego filtra adaptacyjnego oraz odejmuje się sygnał wyjściowy filtra stałego od sygnału wyjściowego pierwszego mikrofonu.

Pierwszy i drugi mikrofon korzystnie umiejscawia się w zależności od położenia użytkownika na bliskim końcu łącza i głośnika tak, że pierwszy mikrofon odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy od użytkownika na bliskim końcu łącza niż drugi mikrofon, drugi natomiast mikrofon odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa niż pierwszy mikrofon.

W bardziej korzystnym rozwiązaniu pierwszy i drugi mikrofon umiejscawia się w jednakowej odległości od głośnika i likwiduje się także szum otoczenia, odbierany w zasadzie identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.

Odwrotność transmitancji akustycznej 1/H1 pierwszego mikrofonu w pierwszym filtrze adaptacyjnym korzystnie estymuje się przy wykorzystaniu sygnału mowy z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się odwrotność transmitancji akustycznej 1/H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego. Sygnał wyjściowy z pierwszego mikrofonu korzystnie filtruje się w pierwszym filtrze adaptacyjnym, filtruje się sygnał wyjściowy z drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyj185318 nym oraz odejmuje się sygnał wyjściowy drugiego filtra adaptacyjnego od sygnału wyjściowego pierwszego filtra adaptacyjnego.

Pierwszy i drugi mikrofon korzystnie umiejscawia się w zależności od położenia użytkownika na bliższym końcu łącza i głośnika tak, że pierwszy mikrofon odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy od użytkownika na bliższym końcu łącza niz drugi mikrofon, drugi mikrofon natomiast odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa niż pierwszy mikrofon.

W korzystnym rozwiązaniu umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon w jednakowej odległości od głośnika i tłumi się szum otoczenia, odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.

Transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu w pierwszym filtrze adaptacyjnym korzystnie estymuje się przy wykorzystaniu sygnału mowy w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się odwrotność transmitancji akustycznej 1/H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego filtra adaptacyjnego w filtrze stałym przy wykorzystaniu współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego oraz odejmuje się sygnał wyjściowy filtra stałego od sygnału wyjściowego pierwszego mikrofonu.

Pierwszy i drugi mikrofon korzystnie umiejscawia się w zależności od położenia użytkownika na bliższym końcu łącza i głośnika tak, że pierwszy mikrofon odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy od użytkownika na bliższym końcu łącza niż drugi mikrofon, drugi mikrofon natomiast odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa niż pierwszy mikrofon.

W korzystnym rozwiązaniu umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon w jednakowej odległości od głośnika i tłumi szum otoczenia, odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.

W kolejnych etapach korzystnie estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu w pierwszym filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu podzieloną przez transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału wyjściowego z pierwszego filtra adaptacyjnego w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym oraz odejmuje się sygnał wyjściowy drugiego filtra adaptacyjnego od sygnału wyjściowego pierwszego mikrofonu.

W kolejnych etapach korzystnie estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu w pierwszym filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H5 trzeciego mikrofonu w trzecim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyj10

185 318 ściowy pierwszego mikrofonu w pierwszej parze filtrów stałych, wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, drugiego i trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu w drugiej parze filtrów stałych, wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, pierwszego i trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy trzeciego mikrofonu w trzeciej parze filtrów stałych, wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, pierwszego i drugiego filtra adaptacyjnego, mnoży się sygnał wyjściowy pierwszej pary filtrów stałych przez stałą „c” w pierwszym układzie mnożącym, przy czym 0 < c < 1, mnoży się sygnał wyjściowy drugiej pary filtrów stałych przez stałą „1 - c” w drugim układzie mnożącym oraz odejmuje się sygnał wyjściowy trzeciej pary filtrów stałych od sygnałów wyjściowych pierwszego i drugiego układu mnożącego.

Wartość stałej „c” korzystnie dobiera się dla minimalizowania szumu wykrywanego przez mikrofony.

W korzystnym rozwiązaniu wartość stałej „c” reguluje się tak, żeby zróżnicować czułość mikrofonów na sygnał mowy z bliższego końca łącza.

W kolejnych etapach korzystnie estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu w pierwszym filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H5 trzeciego mikrofonu w trzecim filtrze adaptacyjnym przy wykorzystaniu sygnału mowy z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy pierwszego mikrofonu w pierwszym filtrze stałym, wykorzystującym współczynniki drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu w drugim filtrze stałym, wykorzystującym współczynniki pierwszego filtra adaptacyjnego, mnoży się sygnał wyjściowy pierwszego filtra stałego przez stałą „c” w pierwszym układzie mnożącym, przy czym 0 < c < 1, mnoży się sygnał wyjściowy drugiego filtra stałego przez stałą „1 - c” w drugim układzie mnożącym, dodaje się wymnożone sygnały wyjściowe pierwszego i drugiego filtra stałego w sumatorze, filtruje się sygnał wyjściowy sumatora w trzecim filtrze stałym przy wykorzystaniu współczynników trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy trzeciego mikrofonu w parze filtrów stałych, wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, pierwszego i drugiego filtra adaptacyjnego oraz odejmuje się sygnał wyjściowy pary filtrów stałych od sygnału wyjściowego trzeciego filtra stałego.

Wartość stałej „c” korzystnie dobiera się tak, żeby minimalizować szum wykrywany przez mikrofony.

W korzystnym rozwiązaniu wartość stałej „c” dobiera się tak, żeby zróżnicować czułość mikrofonów na sygnał mowy z bliższego końca łącza.

Do estymacji transmitancji akustycznej w filtrach adaptacyjnych korzystnie stosuje się algorytm spadku gradientu i/lub estymacji najmniejszych kwadratów LSE.

W korzystnym rozwiązaniu sygnał mowy z dalszego końca łącza zniekształca się w głośniku i/lub wzmacniaczu i/lub przetworniku cyfrowo-analogowym DAC podłączonym do głośnika.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia efektywne usuwanie sygnału echa w obecności zakłóceń nieliniowych i nie wymaga stosowania kosztownych urządzeń ani dodatkowych detektorów. Możliwa jest także eliminacja echa nawet w hałaśliwym i zmiennym otoczeniu oraz eliminacja szumu tła.

Obecne rozwiązanie zapewnia pożądany poziom tłumienia echa bez nadmiernych kosztów, które by wynikały ze stosowania wysokiej jakości podzespołów takich jak głośniki liniowe, które musiałyby być zastosowane w znanym układzie i bez potrzeby stosowania układów detekcyjnych, takich jak detektory głosu, które musiałyby się znaleźć w układzie prezentowanym w pracy Kuo i wywoływanych przez nie kłopotów. Generalnie rzecz ujmując tłumienie echa w prezentowanym rozwiązaniu jest osiągane przez użycie zakłóconego sygnału w znanym układzie zawierającym jeden mikrofon, ale nie w charakterze sygnału wyjściowego

185 318 z układu tłumienia echa, a w charakterze sygnału błędu dla adaptacyjnego filtra, który estymuje pożądaną transmitancję akustyczną; i użycie przynajmniej jednego innego mikrofonu i przynajmniej jednego innego filtra adaptacyjnego, który daje estymację innej pożądanej transmitancji akustycznej, tak jak to się dzieje w układzie d\vurnik.rofonowym_; podczas gdy unika się stosowania detektorów głosu przez użycie nadchodzącego sygnału jako sygnału referencyjnego dla ustawienia współczynników przynajmniej jednego z filtrów adaptacyjnych i filtrowanie wychodzącego zakłóconego sygnału echa z jednego lub więcej mikrofonów (które same naprawdę nie wprowadzają żadnych zakłóceń) przy użyciu współczynników jednego lub więcej filtrów adaptacyjnych, oraz liniowe kombinowanie filtrowanych i/lub nie filtrowanych sygnałów wyjściowych mikrofonów do eliminowania nieliniowo zakłóconego sygnału echa. W ten sposób zakłócony sygnał echa akustycznego, wykrywany przez jeden mikrofon, może być znacznie wytłumiony przez zakłócony sygnał echa akustycznego odbierany przez drugi mikrofon, zamiast być tylko częściowo wyeliminowany przez elektryczną estymację echa opartą o niezakłócony sygnał echa, tak jak to się na przykład dzieje w znanym układzie.

Przy różnorodnych konstrukcjach układów zgodnych z założeniami obecnego wynalazku pożądany efekt filtrujący sygnału wyjściowego z dowolnego mikrofonu może być osiągnięty w filtrze nie adaptacyjnym, którego współczynniki są kopiowane z jednego lub więcej filtrów adaptacyjnych, w filtrze adaptacyjnym, którego współczynniki są regulowane w relacji z odbieranym sygnałem, albo w adaptacyjnym filtrze, który korzysta z sygnału wyjściowego z innego filtra adaptacyjnego jako z sygnału referencyjnego. Dodatkową zaletą jest, że w takich zestawieniach szum z otoczenia może być także automatycznie wykasowany przy okazji usuwania sygnału echa przez właściwe umieszczenie, albo skierowanie mikrofonu. W przeciwieństwie do poprzednich rozwiązań nowe i liniowe podejście do usuwania echa i szumu nie jest wrażliwe na to, który rozmówca, z odległego, czy bliskiego końca łącza jest aktywny w danym czasie. Co więcej układ ten nie może być rozregulowany przez szum z otoczenia i sam nie zawiera żadnych elementów, które mogłyby wprowadzić zakłócenia nieliniowe.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, został bliżej objaśniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy zwykłego układu tłumienia echa, skonstruowanego w oparciu o dotychczasową wiedzę, fig. 2 - schemat blokowy przykładowego układu tłumienia echa i szumu, fig. 3 - schemat blokowy przykładowego rozwiązania dwumikrofonowego układu tłumienia echa, zbudowanego zgodnie z prezentowanym wynalazkiem, fig. 4-7 prezentują różne, alternatywne rozwiązania dwumikrofonowych układów tłumienia echa z fig. 3, fig. 8 - 9 - dwa schematy blokowe przykładowej konfiguracji dwóch mikrofonów w dowolnym z układów z fig. 3 - 7 (ta konfiguracja stosowana jest do tłumienia zarówno echa jak i szumu w urządzeniu głośnomówiącym stosowanych w telefonii komórkowej montowanym w konwencjonalnym pojeździć'), natomiast fig. 10 i 11 przedstawiają alternatywne rozwiązania układu tłumienia echa z trzema mikrofonami, skonstruowane zgodnie ze sposobem według wynalazku.

Powszechnie stosowane podejście do problemu eliminowania echa w cyfrowym radiotelefonie prezentuje układ z fig. 1. Ten układ, służący do eliminowania echa, jest podłączany do systemu telefonicznego, takiego jak cyfrowy telefon komórkowy (nie pokazany). Sygnał L, wchodzący do układu z systemu telefonicznego jest odbierany na linii 10 układu. Sygnał L jest modulowaną impulsowo (pulse code modulated = PCM) łub inną cyfrową reprezentacją sygnału mowy pochodzącego od rozmawiającego na oddalonym końcu łącza (nie pokazanym). Ten cyfrowy sygnał jest poddawany grupowej kombinacji w przetworniku cyfrowo-analogowym (digital-to-analog converter - DAĆ) 16, wzmacniaczu 18 i głośniku 20, gdzie jest przetwarzany z sygnału cyfrowego na analogowy, wzmacniany i przetwarzany z sygnału elektrycznego na sygnał akustyczny (audio).

Każde z urządzeń widocznych na fig. 1: DAC - 16, wzmacniacz - 18 i głośnik - 20 może, przynajmniej do pewnego stopnia, wprowadzać do odbieranego sygnału L pewne zakłócenia nieliniowe. W efekcie w wyjściowym sygnale głośnika - 20 otrzymujemy nie w pełni wierne odtworzenie sygnału L, ale jego zniekształconą wersję L'. Akustyczny sygnał L' będzie się rozchodził w przestrzeni otaczającej urządzenie, odbijając od jednej lub więcej po12

185 318 wierzchni, zmieniał kierunek, amplitudę, częstotliwość i/lub fazę zanim zostanie odebrany przez mikrofon - 22, który został w tym miejscu umieszczony po to, by rejestrować wychodzący sygnał T, pochodzący od rozmówcy 4 znajdującego się na bliższym końcu łącza. Jak dobrze wiadomo znawcom powstające na skutek wielokrotnego przejścia fali głosowej i zależne od częstotliwości i amplitudy zmiany i opóźnienia, którym podlega sygnał L' podczas pokonywania drogi od głośnika 20 do mikrofonu 22 mogą być opisane przy pomocy pojedynczej, liniowej transmitancji akustycznej, tu opisanej jako H1. W podobny sposób opisana jest inna transmitancja akustyczna - tu oznaczona jako H₂ i zdefiniowana jako wynikowe przejście sygnału głosowego T od rozmówcy 4 do mikrofonu 22.

Mikrofon 22, pokazany na fig. 1, który jest wmontowany albo podłączony do wzmacniacza i przetwornika analogowo-cyfrowego (dla uproszczenia nie pokazano żadnego z tych urządzeń) przetwarza echo akustyczne i sygnał pochodzący od rozmówcy w elektryczne, cyfrowe sygnały. Na wyjściu mikrofonu 22 otrzymujemy złożony sygnał Mi = L'*Hj + T*H3 (gdzie symbol oznacza mnożenie albo splot tych sygnałów odpowiednio w funkcji częstotliwości i czasu). Sygnał M1 jest wprowadzany do wejścia sumatora (lub odpowiednio układu odejmującego - subtraktora) 24. Innym sygnałem, który na wejściu otrzymuje sumator 24, jest sygnał wyjściowy z adaptacyjnego filtra FIR 14, który jest używany do modelowania, albo inaczej estymacji transmitancji akustycznej H1 przy uwzględnieniu współczynników tłumienia filtrów, jak to zostało na przykład zademonstrowane w patencie USA nr 5 475 731. Sygnałem wejściowym filtra 14 jest nadbiegający sygnał L (przed jego cyfrowo-analogową konwersją w DAC 16), i dlatego na wyjściu z filtra 14 występuje sygnał L*! stanowiący estymację sygnału echa L'H1. Zakłada się, że filtr 14 może skompensować, albo dopasować opóźnienie sygnału L powodowane przez DAC 16, wzmacniacz 18, głośnik 20, ścieżkę akustyczną H1 i mikrofon 22 tak, że na wyjściu filtra 14 otrzymujemy sygnał zestrojony czasowo z sygnałem M1. W ten sposób przez odjęcie w sumatorze 22 sygnału wyjściowego z filtra 14 od sygnału M1, akustyczny sygnał echa L'*! w M1 powinien być efektywnie wytłumiony przez (elektryczną) esłymatę echa L*!, pozostawiając do transmisji za pośrednictwem linii 12 do systemu telefonicznego jedynie potrzebny sygnał pochodzący od mówiącego T*H3. Tam sygnał może zostać dalej przetworzony i przekazany do rozmówcy na odleglejszym końcu łącza.

Na uwagę zasługuje to, że transmitancja akustyczna realizowana przez filtr 14 jest estymatą, a nie dokładnym odtworzeniem H1 i że H1 jest funkcją dynamiczną, na którą wpływają zmiany w środowisku wnętrza pojazdu (np. otwarcie okna lub jego zamknięcie). Gdy takie zmiany następują, kiedy aktywny jest odbierany sygnał L, na wyjściu z filtra 16 mogą się pojawić odstępstwa od prawdziwej estymaty echa i dlatego na linii 12 pojawi się resztkowy sygnał echa E1. Oczywiście jeżeli rozmawiający T wówczas mówi, sygnał E1 będzie w sobie zawierał sygnał głosowy T*H3. Zakłada się jednak, że sygnał echa i sygnał mowy są ze sobą stosunkowo słabo skorelowane i dlatego sygnału E1 można użyć jako zniekształconego sygnału sprzężenia zwrotnego do korekty współczynników filtra 14 dla zminimalizowania sygnału E1. Dobrze znaną techniką, którą można zastosować do tego celu, jest algorytm najmniejszych kwadratów (Least Mean Squares = LMS). Stopień w jakim algorytm LMS minimalizuje sygnał E1 może być podwyższony jak to zostało wykazane w EP-A-709-958.

Naturalnym dla poprzednich układów tłumienia echa w układzie przedstawionym na fig. 1 jest założenie, że sygnał echa L', który występuje na wyjściu głośnika 20, jest w zasadzie tożsamy z odbieranym sygnałem L, występującym na wejściu filtra 14. Mówiąc innymi słowy, wygaszanie echa egzekwowane przez układ prezentowany na fig. 1 wymaga, żeby zniekształcenia wprowadzane do sygnału L przez DAC 16, wzmacniacz 18 i głośnik 20 były stosunkowo nieznaczące. Jeżeli tak jest, wtedy dopóki transmitancja akustyczna H1 dla sygnału L'*H) może być skutecznie usunięta z wychodzącego sygnału M1 = L'*! + T*H3 przez odjęcie od M1 sygnału wyjściowego L*H1 filtra 14. W ten sposób kiedy rozmówca znajdujący się na bliższym końcu łącza milczy, sygnał zakłócający E1 będzie w takich idealnych warunkach zerowy.

Jednak założenie dotyczące nieznaczącego efektu zniekształcenia sygnału (np. L'*H1 = L*Hi) w układzie przedstawionym na fig. 1 nie zawsze jest prawdziwe w rzeczywistości. W praktyce na otrzymywany sygnał L mogą się nałożyć dosyć znaczne zniekształcenia pochodzące z jednego, a nawet dwóch urządzeń: DAC 16, wzmacniacz 18 i głośnik 20. W ta185 318 kich przypadkach charakterystyki przenoszenia filtra adaptacyjnego 14 ograniczą wytłumienie na sumatorze 24 jedynie do tych składowych sygnału L, które nie uległy zniekształceniu i w ten sposób na linii 12 pozostanie nam znaczny resztkowy sygnał echa E1 = L'*H1 - L*H1, który może być słyszalny przez użytkownika znajdującego się na dalszym końcu łącza. Mówiąc innymi słowy, ponieważ sygnały L i L' nie są liniowo skorelowane, sygnał E1 będzie zawierał nieliniowe zakłócenia, które zostaną przetransmitowane do rozmówcy na odległym końcu łącza.

W wielu praktycznych zastosowaniach znaczące zakłócenia wprowadza głośnik 20. Typowe głośniki w urządzeniach głośnomówiących, używanych na przykład w telefonii komórkowej, wprowadzają zakłócenia amplitudy dochodzące do 10 procent na skutek rezonansu w paśmie przenoszenia. W dodatku wzmocnienie sygnału, uzyskiwane w głośniku i mikrofonie, może osiągnąć wartość 12 dB. To ogranicza tłumienie echa przez układ prezentowany na fig. 1 do około 20 - 12 = 8 dB, co jest wynikiem znacznie poniżej wymagań stawianych przez przemysł, a wynoszących 45 dB. Nawet jeżeli zastosowany zostanie droższy (bo wyższej jakości), „liniowy” (dynamiczny) głośnik z niewielkim lub zerowym rezonansem w paśmie przenoszenia, zniekształcenie nadal będzie miało wartość rzędu 1 procenta i sam głośnik ograniczy wytłumianie echa do około 28 dB. Oczywiście inne elementy układu (DAC i wzmacniacz) wprowadzają dodatkowe zakłócenia powodując w ten sposób, że efektywność układu tłumienia echa będzie jeszcze bardziej rozbieżna w stosunku do akceptowanych standardów. Podsumowując, musimy stwierdzić, że wyidealizowany układ prezentowany na fig. 1 nie spełnia standardów przemysłowych ani wymagań użytkowników.

Jak pokazano to na fig. 2 w najnowszym znanym rozwiązaniu są stosowane dwa mikrofony kierunkowe 22 i 26, umieszczone obok siebie, ale przeciwnie skierowane. Pierwszy mikrofon 24 skierowany jest w stronę rozmówcy na bliższym końcu łącza 4 i używany jako mikrofon główny. Drugi mikrofon 26 skierowany jest od tegoż rozmówcy i używany do odbierania sygnału porównawczego, służącego do wygaszania sygnału szumu tła N wytwarzanego przez źródło szumu 8. Między mikrofonami 22 i 26 umieszczana jest bariera akustyczna (nie pokazana), której zadaniem jest redukowanie przenikania sygnału T, pochodzącego od rozmówcy do porównawczego mikrofonu 26.

Kiedy układ z fig. 2 pracuje na biegu jałowym, nie ma wtedy ani sygnału od rozmówcy na bliskim, ani od rozmówcy na dalszym końcu łącza, więc na wyjściach Mp i Mr obu mikrofonów 22 i 26 mamy jedynie szum tła N, pochodzący ze źródła 8. Sygnał szumu Mp z głównego mikrofonu 24 jest przekazywany do sumatora 27. Sygnał szumu Mr z mikrofonu referencyjnego 26 jest wprowadzany do filtra adaptacyjnego 28 mającego transmitancję A (z). Sygnał wyjściowy z filtra adaptacyjnego 28 jest odejmowany od sygnału szumu Mp w sumatorze 27. Podczas pracy jałowej filtr adaptacyjny 28 dopasowuje swoje współczynniki przy pomocy algorytmu LMS dla zminimalizowania sygnału błędu E_a na wyjściu z sumatora 27 i wyeliminowania w ten sposób sygnału szumu Mp z mikrofonu głównego 24. Filtr adaptacyjny 28 przestroi się w końcu na optimum transmitancji A*(z), która minimalizuje resztkowy szum E_a.

Kiedy układ z fig. 2 pracuje w trybie odbioru oprócz szumu tła N ze źródła 8 pojawia się sygnał echa L' z głośnika 20. Ustalone optimum filtra A* (z), którego współczynniki uzyskano podczas pracy· na biegu jałowym, są używane w filtrze adaptacyjnym 28 do wygłoszenia szumu w pierwotnym sygnale Mp. Składowa echowa sygnału Mp jest likwidowana w sumatorze 29, który otrzymuje sygnał z wyjścia filtra adaptacyjnego 30, mającego transmitancję B (z). Filtr adaptacyjny 30 koryguje swoje współrzędne i emituje sygnał akustyczny znoszący echo przy użyciu metody najmniejszych kwadratów LMS po to by zminimalizować resztkowy błędny sygnał Eu na wyjściu z sumatora 29. Filtr adaptacyjny 30 ustawi na optimum transmitancję B*(z) tak, żeby zminimalizowane zostało resztkowe echo Eu.

Kiedy układ z figury 2 pracuje w trybie nadawania, w odbieranym przezeń sygnale oprócz szumu tła N ze źródła 8 pojawi się sygnał mowy T pochodzący od rozmówcy na bliższym końcu łącza 4 (ale najprawdopodobniej nie będzie sygnału echa). Zafiksowany na optimum filtr A*(z), ale nie B*(z), jest znowu stosowany do wytłumienia hałasowej składowej w sygnale Mp. W tym trybie zakłada się, że dzięki opisanemu ustawieniu mikrofonów 22 i 26 i ich odseparowaniu barierą akustyczna, bardzo ograniczone będzie przenikanie sygnału mo14

185 318 wy T do mikrofonu referencyjnego 26. Dzięki temu założyć można, że sygnał T pochodzący od rozmówcy na bliższym końcu łącza będzie odbierany przez główny mikrofon 24 i przekazywany z minimalnymi zakłóceniami do rozmówcy na dalszym końcu łącza.

Kiedy układ z fig. 2 pracuje w trybie rozmowy dwustronnej (przekazywanie i odbieranie), referencyjny sygnał M_r będzie zawierał szum tła N ze źródła szumu 8 i sygnał echa L' z głośnika 20 i (prawdopodobnie minimalny) sygnał mowy T od rozmówcy 4. W tym trybie zafiksowane na optimum podczas pracy w trybie jałowym i w trybie odbioru filtry A* (z) i B* (z) są używane do wytłumiania składowych echowych i hałasowych w pierwotnym sygnale Mp.

Układ przedstawiony na fig. 2 jest tak zaprojektowany, żeby pozwalał na używanie dwóch popularnych filtrów do tłumienia szumu i echa. Ponieważ zarówno mikrofon główny 24 jak i referencyjny 26 są umieszczone blisko siebie, ich sygnały wyjściowe Mp i Mr będą zawierały wysoce skorelowane sygnały szumu akustycznego i echa, które mogą być usunięte nawet przez stosunkowo proste filtry 28 i 30.

W schemacie przedstawionym na fig. 3 konwencjonalny układ tłumienia echa z fig. 1 został zmodyfikowany zgodnie z jednym z rozwiązań według niniejszego wynalazku. W tym układzie do mikrofonu 24 został dodany mikrofon 36, używany do wykrywania sygnału echa L' z głośnika 20 i sygnału T rozmówcy z bliższego końca łącza 4. Jak można zauważyć na podstawie analizy działania układu z fig. 3, mikrofon 36 jest używany w inny sposób niż mikrofon 24 w układzie z fig. 2. Można też dostrzec, że zakłócenia wprowadzane przez podzespoły 16 - 20 uniemożliwiają całkowite zlikwidowanie echa akustycznego w sumatorze 24 przez sygnał wyjściowy z filtra 14 z fig. 1, stanowiący estymację echa. Mimo to filtr 14 może być użyty w układzie z fig. 3 do estymacji transmitancji akustycznej Hj, ponieważ jego współczynniki będą zbliżone do tych samych wartości nawet w obecności takich zakłóceń.

Jak pokazano na fig. 3 ścieżka akustyczna pomiędzy głośnikiem 20 i mikrofonem 36 jest charakteryzowana przez transmitancję akustyczną, określoną tu jako H2. Podobnie ścieżka między rozmówcą na bliskim końcu łącza 4 i mikrofonem 36 jest opisywana przez transmitancję akustyczną tu oznaczonąjako H4. Sygnał wyjściowy M2 = L'*H2 + T*H mikrofonu 36 jest wprowadzany na jedno wejście sumatora 38. Drugie wejście sumatora 38 otrzymuje sygnał wyjściowy z adaptacyjnego filtra 40, który modeluje transmitancję akustyczną H2. Sygnał wyjściowy z adaptacyjnego filtra 40 jest sygnałem L nadbiegającym z systemu telefonicznego po linii 10. Dlatego sygnał wyjściowy z filtra adaptacyjnego 40 jest sygnałem L*H2, który jest odejmowany w sumatorze 38 od sygnału M2. Adaptacyjny filtr 40 wykorzystuje metodę najmniejszych kwadratów (Least Mean Square - LMS) do zminimalizowania sygnału zniekształcającego E2 na wyjściu sumatora 38.

Nadal omawiając fig. 3 możemy zauważyć, że sygnał wyjściowy Mi= L'*H] + T*H3 z pierwszego mikrofonu 24 jest wprowadzany do stałego filtra 42, którego współczynniki zostały skopiowane z filtra adaptacyjnego 40, co zostało oznaczone za pomocą linii przerywanej 44, biegnącej między filtrami 40 i 42. To dlatego sygnał wyjściowy ze stałego filtra 42 jest złożonym sygnałem echa i mowy określonym równaniem L'*Hj*H2 + T*H3*H2. Podobnie sygnał wyjściowy M2 = L'*H2 + T*H₄ z drugiego mikrofonu 36 jest wprowadzany do stałego filtra 32, którego współczynniki zostały skopiowane z adaptacyjnego filtra 14, co zostało uwidocznione na schemacie przez linię przerywaną 34 łączącą filtry 14 i 32. Dlatego sygnał wyjściowy z nie adaptacyjnego filtra 32 jest złożonym sygnałem echa i rozmowy tu opisanym równaniem L'*H2*H1 + T*H₄ *H{. Jak pokazano na fig. 3, sygnał wyjściowy z stałego filtra 32 jest odejmowany od sygnału wyjściowego stałego filtra 42 w sumatorze 46. Ponieważ z definicji L'*H *H2 = L'*H2 *H1, składowe echa na wyjściu z stałych filtrów 32 i 42 liniowo się nawzajem zniosą w sumatorze 46, pozostawiając pozbawiony echa składnik sygnału mowy T*H3*H2 - T*H4*H1 = T (H3*H2 - H4*Hi) na wyjściu F sumatora 46 do transmisji linią 12 prowadzącą do systemu telekomunikacyjnego.

Należy docenić, że w układzie prezentowanym na fig. 3 osiąga się liniowe wytłumienie echa w sumatorze 46 niezależnie od konfiguracji i wzajemnego położenia mikrofonów 22 i 36 oraz głośnika 20. Idealnie jednak by było, gdyby częstotliwościowa reakcja układu, taka jaka znajduje odbicie na wyjściu F sumatora 46 korespondowała tak blisko jak możliwe z sygna185 318 łem mowy T odbieranym przez mikrofon 24. W języku matematycznym pożądanym jest, żeby następujące równanie była spełnione:

F = T(H₃*H2-H₄*Hi) = T*H₃.

Jak to się wkrótce okaże, równanie będzie spełnione jeżeli H2 = 1 a H/*H1 = 0. Pierwszy warunek może być spełniony, o ile drugi mikrofon 36 znajduje się bezpośrednio z przodu i blisko głośnika 20, tak żeby stosunek bezpośredniej do odbitej energii sygnału L', odbieranego przez mikrofon 36 był stosunkowo wysoki, aH2 był bardzo zbliżony do funkcji impulsowej (np. H2 = 1). Warunek drugi jest spełniony jeżeli drugi mikrofon 36 jest ustawiony znacznie bliżej (na przykład 10 razy bliżej) do głośnika 20 niż pierwszy mikrofon 24, tak żeby H1 << H2, i jeżeli mikrofon 24 jest ustawiony w kierunku rozmawiającego 4, podczas gdy drugi mikrofon 36 jest ustawiony w kierunku przeciwnym, natomiast w kierunku głośnika 20, tak żeby H4<H3. Ponieważ H₄*H1«H3*H2 i wartość H₄*Hj można traktować jako bardzo bliską 0. Pod tymi warunkami kombinacja (^HrHfHi) będzie efektywnie redukowana do H3, a sygnał wychodzący F będzie przypominał pożądany sygnał T*H3.

Omówimy z kolei fig. 4, na której pokazane jest alternatywne rozwiązanie układu likwidacji echa z fig. 3. W tym układzie sygnał wyjściowy M1 mikrofonu 24 jest wprowadzany bezpośrednio do sumatora 46 bez przepuszczania go przez jakikolwiek filtr, taki na przykład jak stały filtr 42 pokazany na fig. 3. Ten układ eliminuje wszelkie opóźnienie w obróbce sygnału T od rozmówcy na bliższym końcu łącza przez filtr 42. Gdyby tak się nie działo opóźnienie byłoby zauważalne dla rozmówcy na drugim końcu łącza. Dodatkowo opóźnienie przejścia sygnału T przez ścieżkę H1 może być zminimalizowane, jeżeli mikrofon 24 jest umieszczony blisko rozmówcy 4 z bliższego końca łącza. W celu zapewnienia eliminacji echa w sumatorze 46 sygnał wyjściowy M2 mikrofonu 36 jest przepuszczany przez stały filtr IRR (infinite impulse response = IRR) 48, który egzekwuje wymierną transmitancję akustyczną H1/H2, (gdzie znak „/” oznacza dzielnie albo dekonwolucję (rozplecenie) funkcji w domenie częstotliwości i czasu). Licznik H1 tej funkcji powstaje przez kopiowanie współczynników adaptacyjnego filtra 14, co pokazano za pomocą przerywanej linii 34. Mianownik jest określany przez kopiowanie współczynników filtra adaptacyjnego 40, co zaznaczono na diagramie przerywaną linią 44.

Nadal omawiając fig. 4 sygnał wyjściowy M1 mikrofonu 24 jest sygnałem złożonym z echa i mowy opisanym równaniem L'*Hi + T*H3. Sygnał wyjściowy filtra 48 jest sygnałem złożonym z echa i mowy opisanym równaniem I.UH + T*H4 *H)/H2. Sygnał wyjściowy filtra 48 jest odejmowany od sygnału Mi w sumatorze 46. Zakładając że opóźnienie sygnału L' przez ścieżkę H2 jest mniejsze lub równe opóźnieniu przez ścieżkę H1 (co jest faktem jeżeli na przykład mikrofon 36 znajduje się znacznie bliżej mikrofonu 20 niż mikrofonu 24, albo jeżeli mikrofon 36 i głośnik 20 są zawarte w tym samym urządzeniu) przyczynowość zostanie zachowana dla filtra 48. Echowy składnik L'*H1 w sygnale M1 będzie efektywnie usunięty przez odpowiadający mu element sygnału wyjściowego ze stałego filtra 48. W ten sposób sygnał F na wychodzącej z układu do systemu telefonicznego linii 12 będzie wolny od echa.

Na fig. 5 pokazany jest inny, alternatywny układ tłumienia echa z fig. 3. Ten układ można uznać za bardziej efektywny w porównaniu z układem z fig. 4, ponieważ unika się w nim przetwarzania i konieczności zainstalowania pamięci, co wiąże się z kopiowaniem współczynników filtrów - chodzi o filtry 14 i 40 z fig. 4. W dodatku w tym układzie unika się ryzyka związanego z użyciem filtra IIR, który przy pewnych częstotliwościach może być niestabilny. Może się to przydarzyć jeżeli H2 w mianowniku równania filtra 48 z fig. 4 obniży się do zera przy dowolnej częstotliwości. Na fig. 5 wyjściowe sygnały mikrofonów 22 i 36 są wprowadzane odpowiednio do adaptacyjnych filtrów FIR 50 i 52, które estymują wymierne transmitancję akustyczne odpowiednio 1/H1 i 1/H2, i które wykorzystują algorytm najmniejszych kwadratów LMS do minimalizowania sygnału zakłócającego E1 i E2 na wyjściu odpowiednio z sumatorów 24 i 38. Te zalety zostaną docenione przez osobę znającą przedmiot, ponieważ filtry FIR są stabilne w każdych warunkach, filtry adaptacyjne 50 i 52, które stanowią estymację funkcji IRR, są stabilne przy każdej częstotliwości.

185 318

Na fig. 5 uwidocznione są także elementy opóźniające 54 i 56, które są używane do zapewnienia współzależności odpowiednio filtrów 50 i 52 oraz zestrojenia czasowego sygnałów wejściowych do każdego z sumatorów 24 i 38. Mówiąc innymi słowy bez elementów opóźniających 54 i 56, filtry 50 i 52 musiałyby estymować negatywne opóźnienie dla skompensowania go na opóźnienie pozytywne sygnału L przez część pętli składającej się z elementów 16-20, ścieżkę akustyczną H1 lub H2 i mikrofon 24 lub 36 w zależności od sytuacji. Włączenie elementów opóźniających 54 i 56 pozwala, żeby odpowiednio filtry 50 i 52 zbiegały do dodatniego opóźnienia równego różnicy między wielkością opóźnienia na elementach 54 i 56 i w pozostałej części pętli. Jak to zostanie z pewnością docenione przez znawców przedmiotu elementy opóźniające 54 i 56 mogą działać liniowo, tak żeby nie wprowadzać żadnych zakłóceń do sygnału L. Należy też docenić, że wielkość opóźnienia powodowanego przez elementy 54 i 56 powinna być taka sama, żeby zapewnić czasowe zestrojenie sygnałów wyjściowych z filtrów 50 i 52, które dają sygnał wejściowy do sumatora 46. W ten sposób możliwe jest zastąpienie elementów 54 i 56 przez jeden podzespół opóźniający, przez który przechodzi sygnał L, zanim zostanie rozdzielony na sumatory 24 i 38.

Kontynuując analizę fig. 5 zwracamy uwagę na to, że sygnał wyjściowy z adaptacyjnego filtra 50 jest sygnałem złożonym z echa i mowy, który można opisać równaniem L'+T*H3/Hi. Podobnie sygnał wyjściowy z adaptacyjnego filtra 52 jest sygnałem złożonym z echa i głosu rozmówcy, który można przedstawić równaniem L+TUI4/H2. Sygnał wyjściowy z filtra 52 jest odejmowany od sygnału wyjściowego z filtra 50 w sumatorze 46, dzięki czemu wykasowaniu ulega echowa składowa L' i sygnał rozmówcy przybiera postać T(H3/H^^H4/Hy). W konsekwencji sygnał F wychodzący do systemu telefonicznego po linii 12 jest pozbawiony echa. Należy zauważyć, że chociaż mikrofony 22 i 36 są umieszczone w równej odległości od głośnika, przynajmniej na fig. 5, takie ustawienie nie jest wymagane dla efektywnego wytłumienia echa w sumatorze 46. Tak to przedstawiono jedynie dla zobrazowania układu. Jedynym warunkiem właściwego działania układu przestawionego na fig. 5 jest żeby ^/^1^¾)¾ tak żeby sygnał od rozmówcy T został zachowany po wytłumieniu echa w sumatorze 46. Ten warunek może zostać na przykład spełniony, jeżeli mikrofon 24 jest skierowany w stronę rozmówcy 4 na bliższym końcu łącza i od głośnika 20, podczas gdy mikrofon 36 skierowany będzie od tegoż rozmówcy, a w stronę głośnika 20, tak żeby H3>>H4 i Hk<H2.

Z kolei na fig. 6 pokazane jest .inne, alternatywne rozwiązanie układu tłumienia echa z fig. 3. Ten układ można określić jako hybrydę układów z fig. 3 i 5, ponieważ zastosowano w nim niektóre z elementów wcześniejszych dwóch układów. W układzie naszkicowanym w fig. 6 unika się stosowania potencjalnie niestabilnych filtrów IRR, takich jak na przykład filtr 48 na fig. 4, ale wymaga pewnych operacji kopiowania współczynników, chociaż do stabilnego filtra FIR, takiego jaki stanowi element 32 układu z fig. 3. Układ z fig. 6 wykorzystuje element opóźniający 56 do tego samego celu, w jakim został on użyty na fig. 5 (to jest do wyrównania czasów na wejściu do sumatora 38), ale nie wymaga użycia elementu 54 z fig. 5, ponieważ filtr adaptacyjny 14 z fig. 6 jest w stanie poprawnie skalkulować opóźnienie sygnału L w części układu (to jest wykonać wyrównanie czasowe na wejściu sumatora 24). Układ z fig. 6 może jednak wymagać zastosowanie innego elementu 58 służącego do liniowego opóźniania w celu zapewnienia żeby sygnał wyjściowy M1 z mikrofonu 24 dotarł do sumatora 46 w zgodności czasowej z wyjściem filtra FIR 52, tak żeby komponenty echowe w tych dwóch sygnałach wyjściowych mogły się efektywnie, wzajemnie znieść w sumatorze 46. Należy zwrócić uwagę, że dla osiągnięcia tego celu opóźnienie powodowane przez element 58 powinno być dopasowane do opóźnienia powodowanego przez element 56, które z drugiej strony jest ekwiwalentem opóźnienia na ścieżce akustycznej H2 i na filtrze 52. Ponieważ filtr 32 rejestruje estymację opóźnienia po ścieżce akustycznej H1, sygnał nadawany przez mikrofon 36 do sumatora 46 będzie miał takie samo opóźnienie jak sygnał nadawany z mikrofonu 24 do sumatora 46, jeżeli elementy opóźniające 56 i 58 mają dopasowane opóźnienia.

Jak można zauważyć na fig. 6 sygnał wyjściowy Mi mikrofonu 24 jest sygnałem złożonym z echa i mowy, który można opisać równaniem L'*H1 + T*H3. Sygnał wyjściowy filtra 32 jest sygnałem złożonym echa i mowy, który można opisać równaniem L'*Hi + T*H4*H1/H2· Sy185 318 gnał wyjściowy filtra 32 jest w sumatorze 46 odejmowany od (opóźnionego) sygnału wyjściowego Mi mikrofonu 24, w ten sposób likwidacji ulega echowy składnik L'*Hi, a pozostawiony sygnał mowy T (H3 - H4*H1/'H?). W efekcie sygnał F wysyłany do systemu telefonicznego po linii 12 będzie wolny od echa. Tak jak to było na fig. 5 chociaż mikrofony 22 i 36 są umieszczone w jednakowej odległości od głośnika 20, na fig. 6 nie istnieje taka potrzeba dla efektywnego usunięcia echa w sumatorze 46. Na diagramie zrobiono to jedynie dla celów ilustracyjnych. Jedynym wymaganiem warunkującym poprawną pracę układu z fig. 6 jest żeby H3>>H4*Hi/H2, tak żeby sygnał T od rozmówcy był dobrze zachowany po procesie likwidowania echa w sumatorze 46. Ten warunek może być na przykład spełniony jeżeli mikrofony 22 i 36 są ustawione i skierowane w taki sposób żeby mikrofon 24 otrzymywał większą energię sygnału mowy niż mikrofon 36, czyli żeby H3 >> H4.

Na fig. 7 pokazane jest kolejne alternatywne rozwiązanie układu tłumienie echa z fig. 3. Ten układ łączy korzyści, eliminując jednocześnie wszelkie potencjalne niebezpieczeństwa związane z poprzednio omówionymi układami. W szczególności w tym układzie unika się kopiowania współczynników lub używania filtrów IIR, oraz elementów opóźniających przy jednoczesnym zapewnieniu likwidacji echa w sumatorze 46. Na fig. 7 sygnał wyjściowy M1 mikrofonu 24 jest wprowadzany bezpośrednio do sumatora 46. To oznacza, że jeżeli mikrofon 24 jest umiejscowiony blisko rozmówcy 4 na bliskim końcu łącza, sygnał T odbierany przez mikrofon 24 będzie opóźniony minimalnie. Adaptacyjny filtr FIR 60 estymuje wymierną transmitancję akustyczną H1/H2 bazującą na wyjściu z adaptacyjnego filtra 14 i na wyjściu M2 mikrofonu 36. Jak już wspomnieliśmy pomimo zastosowania funkcji wymiernej, filtr 60 będzie stabilny, ponieważ jest to filtr FIR.

Nadal analizując układ uwidoczniony na fig. 7 musimy zauważyć, że sygnał wyjściowy M1 mikrofonu 24 jest sygnałem złożonym z sygnału mowy i echa, które można opisać równaniem L'*Hj + T*H3. Sygnał wyjściowy natomiast filtra 60 jest sygnałem złożonym z echa i mowy opisanym równaniem L'*Hj + T*H4*H1/H2. Sygnał wyjściowy filtra 60 jest odejmowany od sygnału M1 w sumatorze 46, dzięki czemu kasowana jest echowa składowa L'*H1 sygnału, pozostawiając do wysłania jedynie sygnał mowy T(H3 - H4*H1/Hl2). W efekcie sygnał F na wychodzącej do systemu telefonicznego linii 12 będzie wolny od echa. Co więcej dopóki mikrofony 22 i 36 są ustawione w stosunku do rozmówcy 4 tak, że H3 >> H4, sygnał F na wyjściu z układu będzie bardzo bliski pożądanego sygnału T*H3 pojawiającego się na wejściu układu. Podsumowując, układ z fig. 7 osiąga likwidację echa z minimalnym opóźnieniem i zakłóceniem w sygnale T od rozmówcy.

Wyłącznie dla celów ilustracji na fig. 7 mikrofon 36 jest umieszczony bezpośrednio naprzeciwko głośnika 20, co oznacza, że H2 jest bardzo zbliżone do 1, a funkcja H1/H2 jest bardzo dobrą estymacją H|. W tych warunkach filtr adaptacyjny 60 będzie w zasadzie modelował ścieżkę echową H1 z głośnika 20 do mikrofonu 24. Należy jednak zauważyć, że układ na fig. 7 jest w stanie osiągnąć pożądany efekt likwidacji echa nawet jeżeli mikrofony 22 i 36 są umieszczone w zasadzie w tej samej odległości od głośnika 20. Dopóki rozmówca 4 jest bliżej mikrofonu 24 niż mikrofonu 36, H3 będzie większe od H4 i sygnał T od rozmówcy zostanie zachowany na wyjściu z układu. Jeżeli jednak mikrofony 22 i 36 będą w taki sposób umiejscowione w stosunku do głośnika 20, że opóźnienie na ścieżce akustycznej H2 jest większe niż opóźnienie podczas przejścia ścieżką akustyczną H1, może być niezbędne zastosowanie dodatkowego opóźnienia dla sygnału M1 (tj. tak jak umieszczono element 58 na fig. 6) w celu zapewnienia właściwej sekwencji wydarzeń na filtrze 60 na fig. 7 (w innym przypadku filtr 60 będzie musiał oszacować wielkość negatywnego opóźnienia).

Chociaż efekt szumu tła N ze źródła 8 jak · to zostało pokazane na fig. 2 nie był omawiany szczegółowo w odniesieniu do fig. 3-7, trzeba zwrócić uwagę, że przypadkowy szum będzie tłumiony w sumatorze 46 w stopniu zależnym od stosunkowej amplitudy, częstotliwości i fazy sygnałów szumu wychwytywanych odpowiednio przez mikrofony 22 i 36 i od natury transmitancji filtra zastosowanej w odniesieniu do sygnałów szumu zanim dotrą one do sumatora 46. Jeżeli jednak wzmocnienia dla ścieżek echa akustycznego Hi i H2 do odpowiednio mikrofonów 22 i 36 można zrobić praktycznie wzajemnie identycznymi i identycznymi ze wzmocnieniami dla korespondujących ścieżek akustycznych szumu, szumowy składnik odbie18

185 318 rany przez sumator 46 może być wytłumiony w ten sam sposób i przy wykorzystaniu tych samych filtrów, które eliminowały echową składową sygnału (przynajmniej dla składowych szumu, które są słyszalne na niskich częstotliwościach w zakresie, powiedzmy 300 - 800 Hz), które powinny być wykrywane w fazie i przy równej amplitudzie przez każdy z mikrofonów 22 i 36. Podwójny efekt tłumienia szumu i echa powinien zostać osiągnięty przez umiejscowienie mikrofonów 22 i 36 w równej odległości od głośnika 20, tak żeby H = H₂. Aby sygnał T od rozmówcy na bliskim końcu łącza nie został wytłumiony w sumatorze 46, mikrofon 24 można umieścić znacznie bliżej rozmówcy 4 niż mikrofon 36 tak żeby H3 >> H4. Przykłady takich aranżacji układu pokazano na fig. 8 i 9.

Na figurach 8-9 są pokazane dwa uogólnione schematy przykładowych konfiguracji mikrofonów 22 i 36 oraz głośnika 20 z fig. 3 - 7 w systemach głośnomówiących telefonii komórkowej. Telefon komórkowy (nie pokazany) jest zamontowany w konwencjonalnym pojeździe 62, który ma tablicę rozdzielczą 64 i szybę przednią 66. Mikrofony 22 i 36 mogą być dostarczone jako część głośnomówiącego urządzenie do używania razem z telefonem komórkowym. Głośnik 20 może także wchodzić w skład akcesoriów dodatkowych, lub może być jedną z oryginalnych części wyposażenia pojazdu 62. W przykładzie pokazanym na fig. 8-9 głośnik 20 jest centralnie zamontowany poniżej tablicy rozdzielczej 64, a mikrofony 22 i 36 są umiejscowione na przeciwnej, górnej krawędzi okna przedniego 66. Mikrofon 24 wydaje się być bliżej rozmówcy 4 z bliższego końca łącza, którym, w tym przypadku, jest kierowca pojazdu 62. Z kolei mikrofon 36 jest umieszczony bliżej rozmówcy 6 z bliższego końca łącza, którym, w tym przypadku, jest pasażer pojazdu 62. Taka aranżacja pozwala obu rozmówcom na prowadzenie rozmowy przez telefon głośnomówiący.

Na fig. 8-9 są także uwidocznione transmitancje akustyczne H1 - H4 odpowiadające tym, które widzieliśmy na fig. 3-7 dla sygnału echa L' z głośnika 20 i sygnału T od rozmówcy 4 na bliższym końcu łącza. Dla uproszczenia transmitancje akustyczne dla sygnału mowy od rozmówcy 6 na bliskim końcu łącza nie zostały uwidocznione i nie będą omawiane. Powinno być jasnym, że sposób funkcjonowania i analiza procesu likwidowania szumu i echa dla sygnału rozmówcy 6 są dokładnym odbiciem takich działań w odniesieniu do sygnału od rozmówcy 4. W przykładzie pokazanym na fig. 8-9 ścieżki akustyczne od głośnika 20 odpowiednio do mikrofonów 22 i 36 zostały zaprojektowane tak, żeby były jednakowej długości i dlatego wzmocnienie dla transmitancji H1 , H₂ powinny być w zasadzie równe (H1 « H₂). Z drugiej strony ścieżka akustyczna od rozmówcy 4 do mikrofonu 24 jest znacznie krótsza od ścieżki akustycznej od rozmówcy 4 do mikrofonu 36 i dlatego wzmocnienie dla transmitancji H3 powinno być znacznie większe niż dla transmitancji H4 (H3 >> H4).

Ponieważ sygnał szumu N i sygnał echa L' będą w wysokim stopniu skorelowane w każdym z dwóch mikrofonów 22 i 36, będą podobnie tłumione w sumatorze 46 w każdym z układów pokazanych na fig. 3-7. W dodatku, ponieważ mikrofon 24 odbiera znacznie silniejszy sygnał od rozmówcy niż mikrofon 36, sygnał od rozmówcy zostanie w znacznym stopniu zachowany po wyeliminowaniu szumów i echa w sumatorze 46. W pewnych instalacjach jednak może być konieczne zastosowanie automatycznej regulacji wzmocnienia ARW (Automatic Gain Control = AGC) na wyjściu sygnału F w celu zapewnienia właściwego poziomu sygnału (stosunku sygnału do szumu) na linii 12 prowadzącej do systemu telefonicznego. ARW zapewni też rozmówcy na odległym końcu łącza otrzymywanie sygnału o bardziej wyrównanej charakterystyce natężenia, ponieważ rozmówca na bliskim końcu łącza automatycznie dostosowuje głośność mówienia do zmieniającego się natężenia szumu w otoczeniu. ARW może być także potrzebna do redukowania efektu kwantowania wynikającego z używania konwerterów w cyfrowych systemach telefonicznych.

Podczas gdy fig. 3-9 ilustrowały prezentowany wynalazek w układach wyposażonych w dwa mikrofony, chcemy obecnie zwrócić uwagę na ten aspekt wynalazku, który pozwala na liniowe sumowanie sygnałów z różnych mikrofonów w celu wytłumienia echa przy zastosowaniu trzech lub więcej mikrofonów. Fig. 10-11 przedstawiają dwa przykłady układów tłumienia echa, zaprojektowanych według założeń tego wynalazku, w których stosowane są trzy mikrofony. Te dwa przykładowe układy są rozwinięciem podstawowego układu z fig. 3, wzbogaconego o trzeci mikrofon. Należy wiedzieć, że każdy z układów z fig. 4-9 może być

185 318 w podobny sposób rozwinięty, a osoba obeznana z przedmiotem zrozumie natychmiast, że zgodnie z założeniami niniejszego wynalazku można zaprojektować jeszcze wiele różnorodnych układów z trzema mikrofonami.

W układzie przedstawionym na fig. 10 adaptacyjne filtry 14 i 40 modelują transmitancje akustyczne H| i H2 dla ścieżki echa z głośnika 20 odpowiednio do mikrofonów 22 i 36 i stosują algorytm najmniejszych kwadratów do minimalizowania sygnałów zakłócających E1 i E2 odpowiednio na wyjściach sumatorów 24 i 38, tak jak to było omówione w odniesieniu do fig. 3. Jednak w układzie z fig. 10 zastosowany jest trzeci mikrofon 68 i sumator 70 oraz adaptacyjny filtr 72, który modeluje transmitancję akustyczną H5 dla ścieżki echa od głośnika 20 do mikrofonu 68 i który także wykorzystuje metodę najmniejszych kwadratów do minimalizowania sygnału zakłócającego E3 na wyjściu sumatora 70. Tak jak poprzednio celem jest manipulowanie echowymi komponentami w sygnałach wyjściowych z mikrofonów 22, 36 i 68 tak, żeby były one liniowo połączone i zlikwidowane w sumatorze 46. Do tego celu układ z fig. 10 używa dwóch stałych filtrów, których współczynniki są kopiowane po linii 34 z adaptacyjnego filtra 14, dwóch stałych filtrów 42, których współczynniki są kopiowane po linii 44 z adaptacyjnego filtra 40 i dwóch stałych filtrów (74), których współczynniki są kopiowane po linii 76 z adaptacyjnego filtra 72. Innymi słowy niedostosowane filtry 32, 42 i 74 realizują odpowiednio transmitancje akustyczne H1, H2 i H5 jak to zostało pokazane na figurze 10. Na fig. 10 sygnał wyjściowy M1 mikrofonu 24 jest przepuszczany przez dwa następujące po sobie stopnie filtrów 42 i 74, a następnie mnożone przez stałą „c” w układzie mnożącym 78, przy czym 0 < c < 11 E-chowii skkaddww sygnnłu λ\yjściowdgn ukkłdd mimoaccgo 78 buddie sygnałem określanym równaniem c *L'*H1 *H2 *H5, który jest wprowadzany do sumatora 46. Sygnał wyjściowy M2 mikrofonu 36 jest przepuszczany przez dwa następujące po sobie stopnie filtrów 32 i 74, a potem mnożone przez stałą „1 - c” w układzie mnożącym 80. Echowy składnik sygnału wyjściowego układu mnożącego 80 będzie miał postać (1-c) *L'*H1 *H2 *H5, i także zostanie wprowadzony do sumatora 46. Sygnał wyjściowy M3 mikrofonu 68 jest przepuszczany przez dwa następujące po sobie stopnie filtrów 32 i 42, a wynikający z tego echowy składnik L'*H5 *H1 *H2 jest potem wprowadzany bezpośrednio do sumatora 46 dla odjęcia od innych sygnałów echa otrzymywanych z sumatora 46. W sumatorze 46 otrzymywane składowe echowe wytłumią się nawzajem, więc sygnał wyjściowy F będzie wolny od echa jak to przedstawia poniższe równanie:

F (echo) =

Figura 11 prezentuje wariację układu z fig. 10, w której starano się zredukować liczbę stałych filtrów 32, 42 i 74 i związane z tym operacje kopiowania współczynników. Jak można skonstatować porównując fig. 10 i 11 w układzie z fig. 11 dwa niedostosowane filtry 74 z układu z fig. 10 zastąpione zostały przez jeden stały filtr 74 i sumator 82, w którym następuje kombinacja sygnałów wyjściowych z układów mnożących 78 i 80 przed przepuszczeniem złożonego sygnału przez pojedynczy stały filtr 74 do sumatora 46. Sygnał wyjściowy ze stałego filtra 74 z fig. 11 jest więc ekwiwalentem sumy sygnałów wyjściowych z układów mnożących 78 i 80 z fig. 10, a proces tłumienia echa zachodzi w sumatorze 46 na fig. 11 w sposób identyczny jak na fig. 10. Fig. lO i 11 ilustrują także fakt, że sygnał echowy, który ma Uyć odjęty w sumatorze 46, może być albo wprowadzony na negatywne (odwracające) wejście sumatora 46, jak to zostało pokazane na fig. 10, albo pomnożone przez stalą „1” w układzie mnożącym 84 przed przesłaniem do sumatora 46, jak to zostało pokazane na fig. 11.

Przyjrzenie się fig. 10 i 11 ujawnia podstawową naukę płynącą z prezentowanego wynalazku, która może Uyć przeniesiona na układy z dowolną liczbą mikrofonów (należy rozumieć większą od trzech). Do wytłumienia echa w sumatorze 46 stosowana jest metoda podobna do poszukiwania najmniejszego wspólnego mianownika, gdzie każdy z sygnałów wyjściowych mikrofonowych jest filtrowany wielostopniowo, co dodaje tym sygnałom wyjściowym wspólny zestaw transmitancji. Gdyby to było konieczne jeden lub więcej sygnałów wyjściowych z mikrofonów może zostać przemnożony przez właściwą stałą tak żeby, kiedy zostaną zsumowane (albo odjęte) w sumatorze 46, nie pozostał sygnał w nich echa. Powrócimy na chwilę do fig. 10 - na przykład sygnał wyjściowy M1 mikrofonu 24, ścieżka echowa, której odpowiada transmitancja akustyczna H1 jest przepuszczana przez filtry 42 i 74 o transmitan20

185 318 cjach akustycznych H₂ i H5, korespondujących ze ścieżkami echa do dwóch innych mikrofonów odpowiednio 36 i 68. Podobnie sygnał wyjściowy M₂ mikrofonu 36, ścieżka echowa do której odnosi się transmitancja akustyczna H2 jest przepuszczany przez filtry 32 i 74, które realizują transmitancje akustyczne odpowiednio H1 i H2, korespondujące ze ścieżką echową do dwóch innych mikrofonów odpowiednio 22 i 68. Podobny proces zachodzi w odniesieniu do sygnału wyjściowego M3 mikrofonu 68. Selektywne mnożenie przez stałe „c” i „1-c” z fig. 10 zapewnia, że różne sygnały echa uzyskują poprawną wagę i są kompletnie wzajemnie wytłumiane w sumatorze 46.

Docenić też należy, że wartości stałej „c” w układach przedstawionych na fig. 10 i 11 mogą być zmieniane w zakresie od 0 do 1, po to by można było “sterować” mikrofonami 22 i 36 w kierunku sygnału mowy T od rozmówcy 4 na bliskim końcu łącza, lub w kierunku przeciwnym do sygnału szumu N pochodzącego ze źródła szumu 8 bez wywierania wpływu na proces tłumienia echa w sumatorze 46. Na przykład mikrofony 22 i 36 można umieścić nad szybą 66 jak to ogólnie naszkicowano w fig. 8 i 9, podczas gdy mikrofon 60 może być umiejscowiony w pobliżu i skierowany w stronę głośnika 20 wewnątrz pojazdu 62. Jeżeli c = 0, sygnał wyjściowy układu mnożącego 78 z fig. 10 i 11 będzie zerowy, więc tylko sygnał wyjściowy M2 mikrofonu 36 będzie przepuszczany przez sumator 46. Jeżeli natomiast c = 1, sygnał wyjściowy układu mnożącego 80 będzie zerowy, więc tylko sygnał wyjściowy M1 z mikrofonu 24 będzie przepuszczany przez sumator 46. Pomiędzy tymi dwoma ekstremami wartość „c” można regulować w celu zwiększenia czułości jednego z mikrofonów 22 lub 36 na sygnał mowy T, dzięki temu układ będzie śledził ruchy głowy rozmówcy 4 z bliskiego końca łącza. Podobnie wartość „c” może być regulowana tak, żeby zmniejszyć czułość mikrofonów 22 i 36 na sygnał szumu N, po to żeby zminimalizować szum tam, gdzie na przykład ten mikrofon jest bliżej źródła szumu 8. Najwłaściwsza wartość „c” w dowolnym momencie może być zdeterminowana na przykład poprzez technikę kształtowania wiązki i rozmieszczenie mikrofonów, o czym dobrze wiedzą znawcy przedmiotu.

Po zapoznaniu się z fig. 3 - 11 i towarzyszącymi im opisami powinno być jasne, że każdy z układów skonstruowanych zgodnie z omawianym wynalazkiem osiąga zadowalający stopień tłumienia echa, wykrywanego przez pierwszy mikrofon dzięki używaniu przynajmniej jednego innego mikrofonu dla stworzenia innej ścieżki dla sygnału echa wiodącej do właściwego węzła w układzie, gdzie sygnał echa wychwycony przez pierwszy mikrofon będzie wytłumiony przez sygnał echa odebrany przez jeden lub więcej dodatkowy mikrofon. Efektywne tworzenie wiązki dla sygnału echa następuje dzięki zastosowaniu wielu mikrofonów, tak ze sygnał ten osiągnie wartość zerową we właściwym węźle układu tłumienia echa. W tym węźle zarówno liniowe, jak i nieliniowe składowe zakłócające echa są tłumione razem ze znaczną częścią szumów z otoczenia. Można też zauważyć, że prezentowany wynalazek osiąga tłumienie echa i szumu przy użyciu dwóch lub więcej mikrofonów w szerokiej gamie konfiguracji i że kiedy używa się trzech lub więcej mikrofonów czułość przynajmniej części tych mikrofonów może być kontrolowana za pomocą właściwego korygowania sygnałów wyjściowych z mikrofonów tak, żeby maksymalizować poziom sygnału wyjściowego sygnału mowy lub minimalizować ten poziom dla sygnału szumu bez wywierania negatywnego wpływu na proces tłumienia echa zachodzący w układzie.

Należy zauważyć, że dla celów ilustracyjnych adaptacyjne filtry w układach demonstrowanych na fig. 3-11 wykorzystują algorytm poszukiwania najmniejszego wspólnego mianownika do estymacji pożądanych funkcji. Znawcy zdają sobie sprawę, że w jego miejsce można użyć innych algorytmów. Dwie kategorie algorytmów są szczególnie przydatne do tego celu. Pierwsza kategoria, która jest znana jako algorytmy gradientowe, do których zaliczane są algorytmy poszukiwania najmniejszego wspólnego mianownika, znormalizowany algorytm poszukiwania najmniejszego wspólnego mianownika i blokowy algorytm poszukiwania najmniejszego wspólnego mianownika. Druga kategoria algorytmów, która jest znana pod wspólną nazwą algorytmów estymacji najmniejszych kwadratów, to między innymi filtrowanie Kalmana, algorytm rekursywnego poszukiwania najmniejszych kwadratów i szybkie filtrowanie transwersalne.

185 318

Należy także zauważyć, że chociaż na fig. 3-11 jest uwidoczniony tylko jeden głośnik, założenia niniejszego wynalazku można odnieść do układów tłumienia echa zawierających więcej głośników. Generalnie rzecz biorąc dla znawców powinno być jasne, że zgodnie z wynalazkiem można zaprojektować wiele rodzajów układów nie odchodzących od ducha i litery wynalazku. W związku z tym forma prezentowania niniejszego wynalazku jest przykładowa i nie została pomyślana jako ograniczenie zakresu wynalazku zdefiniowanego w przedkładanym zgłoszeniu.

185 318

FIG. 4

185 318

FIG. 6

185 318

FIG. 7

185 318

42-ν	-2 (FIR)	U’o_r..₂-r · --3-,,2 _t/
* 1
	1	S—	24 i
S-			—tóY

ΓΥ 12

FIG. 3

l^,-h₂-h₁+t-h₄-h₁

FIG. 8

185 318

FIG. 9

185 318

FIG. 10

185 318

FIG. 1 1

+ 18

185 318

Τ--------------------27 ^ΜΡ +/ ^Ε /L

1—

Λ ^ΜΓ I /26 -

	LMS	“^\T7-
A(z)^		B(^
TO		TO

LMS b Ż >—<-—►*

-1^DAC Η * ii

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób tłumienia sygnału echa w układzie akustycznym zawierającym mikrofon i głośnik, w którym mikrofon wychwytuje sygnał mowy od użytkownika na bliskim końcu łącza, a głośnik odbiera sygnał mowy z dalekiego końca łącza i generuje związany z nim sygnał echa, który też jest wychwytywany przez mikrofon, znamienny tym, że w kolejnych etapach wykrywa się sygnał echa i sygnał mowy na bliskim końcu łącza, estymuje się zbiór transmitancji akustycznych w zbiorze filtrów adaptacyjnych (14, 40, 50, 60, 72), z których każdy charakteryzuje się zbiorem współczynników, przy czym w przynajmniej jednym z adaptacyjnych filtrów wykorzystuje się sygnał mowy z dalekiego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawiania jego współczynników, filtruje się sygnały wyjściowe z przynajmniej jednego z mikrofonów (22, 36, 68), przy użyciu współczynników z przynajmniej jednego filtra adaptacyjnego oraz sumuje się filtrowane i/lub nie filtrowane wyjściowe sygnały mikrofonowe do zasadniczego wytłumienia sygnału echa (L'), przy jednoczesnym zasadniczym zachowaniu sygnału mowy (L).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie filtrowania filtruje się przynajmniej jeden mikrofonowy sygnał wyjściowy w filtrze stałym (32, 42, 48, 74), którego współczynniki kopiuje się z przynajmniej jednego filtra adaptacyjnego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie filtrowania filtruje się przynajmniej jeden mikrofonowy sygnał wyjściowy w filtrze adaptacyjnym (50, 52), którego współczynniki ustawia się przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie filtrowania filtruje się przynajmniej jeden mikrofonowy sygnał wyjściowy w filtrze adaptacyjnym (60), w którym wykorzystuje się sygnał wyjściowy innego filtra adaptacyjnego (14) w charakterze sygnału referencyjnego.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że estymuje się transmitancję akustyczna Hi pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (14), przy wykorzystaniu sygnału (L) z dalekiego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (40) przy wykorzystaniu sygnału (L) z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym stałym filtrze (42) przy wykorzystaniu współczynników drugiego filtra adaptacyjnego (40), filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze stałym (32) przy wykorzystaniu współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego (14) oraz odejmuje się sygnał wyjściowy z drugiego filtra stałego (32) od sygnału wyjściowego pierwszego filtra stałego (42).
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w zależności od położenia użytkownika bliższego końca łącza (4) i głośnika (20) tak, żeby pierwszy mikrofon (22) odbierał zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy (T) od użytkownika bliskiego końca łącza niż drugi mikrofon (36) i aby drugi mikrofon odbierał zasadniczo wyższy poziom sygnału echa (L') niż pierwszy mikrofon (22).
7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w zasadniczo równych odległościach od głośnika (20) i tłumi się szum otoczenia (8), odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (14) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2

185 318 drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (40) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z dalekiego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy z drugiego mikrofonu (36) w filtrze stałym (48), w którym estymuje się H1/H2 przy wykorzystaniu współczynników pierwszego i drugiego filtra adaptacyjnego (14, 40) oraz odejmuje się sygnał wyjściowy filtra stałego (48) od sygnału wyjściowego pierwszego mikrofonu (22).
9. Sposób według zasłrz. 8, zna mi enny tym, że pierws p i drugi mikrofon (22, 36( umiejscawia się w zależności od położenia użytkownika (4) na bliskim końcu łącza i głośnika (20) tak, że pierwszy mikrofon (22) odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy (T) od użytkownika na bliskim końcu łącza niż drugi mikrofon (36), drugi natomiast mikrofon odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa (L') niż pierwszy mikrofon.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) umiejscawia się w jednakowej odległości od głośnika (20) i likwiduje się także szum otoczenia (8), odbierany w zasadzie identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że estymuje się odwrotność transmitancji akustycznej 1/Hi pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (50) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się odwrotność transmitancji akustycznej 1/H₂ drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (52) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy z pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (50), filtruje się sygnał wyjściowy z drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (52) oraz odejmuje się sygnał wyjściowy drugiego filtra adaptacyjnego (52) od sygnału wyjściowego pierwszego filtra adaptacyjnego (50).
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w zależności od położenia użytkownika (4) na bliższym końcu łącza i głośnika (20) tak, że pierwszy mikrofon (22) odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy (T) od użytkownika na bliższym końcu łącza niż drugi mikrofon (36), drugi mikrofon natomiast odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa (L') niż pierwszy mikrofon.
13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w jednakowej odległości od głośnika (20) i tłumi się szum otoczenia (8), odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kolejnych etapach estymuje się transmitancję akustyczną. Hi pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (14) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się odwrotność transmitancji akustycznej 1/H2 drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (52) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (52), filtruje się sygnał wyjściowy drugiego filtra adaptacyjnego (52) w filtrze stałym (32) przy wykorzystaniu współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego (14) oraz odejmuje się sygnał wyjściowy filtra stałego (32) od sygnału wyjściowego pierwszego mikrofonu (22).
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w zależności od położenia użytkownika (4) na bliższym końcu łącza i głośnika (20) tak, że pierwszy mikrofon (22) odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy (T) od użytkownika na bliższym końcu łącza niż drugi mikrofon (36), drugi mikrofon natomiast odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa (L') niż pierwszy mikrofon.
16. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w jednakowej odległości od głośnika (20) i tłumi szum otoczenia (8), odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kolejnych etapach estymuje się transmitancję akust;^y^y^^iaj.H1 pierwszego mikrofonu (22) wpierwszym filtrze adaptacyjnym (14) przy wyko4

185 318 rzystaniu sygnału mowy (L) z dalszego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną Hi pierwszego mikrofonu (22) podzieloną przez transmitancję akustyczną Ib drugiego mikrofonu w drugim filtrze adaptacyjnym (60) przy wykorzystaniu sygnału wyjściowego z pierwszego filtra adaptacyjnego (14) w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (60) oraz odejmuje się sygnał wyjściowy drugiego filtra adaptacyjnego (60) od sygnału wyjściowego pierwszego mikrofonu (22).
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w zależności od położenia użytkownika (4) na bliższym końcu łącza i głośnika (20) tak, że pierwszy mikrofon (22) odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału mowy (T) od użytkownika na bliższym końcu łącza niż drugi mikrofon (36), drugi mikrofon natomiast odbiera zasadniczo wyższy poziom sygnału echa (L') niż pierwszy mikrofon.
19. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że umiejscawia się pierwszy i drugi mikrofon (22, 36) w jednakowej odległości od głośnika (20) i tłumi szum otoczenia (8), odbierany zasadniczo identycznie przez pierwszy i drugi mikrofon.
20. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kolejnych etapach estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (14) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H2 drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (40) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H5 trzeciego mikrofonu (68) w trzecim filtrze adaptacyjnym (72) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy pierwszego mikrofonu (22) w pierwszej parze filtrów stałych (42, 74), wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, drugiego i trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu (36) w drugiej parze filtrów stałych (32, 74), wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, pierwszego i trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy trzeciego mikrofonu (68) w trzeciej parze filtrów stałych (32, 42), wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, pierwszego i drugiego filtra adaptacyjnego, mnoży się sygnał wyjściowy pierwszej pary filtrów stałych (42, 74) przez stałą „c” w pierwszym układzie mnożącym (78), przy czym 0 < c < 1, mnoży się sygnał wyjściowy drugiej pary filtrów stałych (32, 74) przez stałą „1 - c” w drugim układzie mnożącym (80) oraz odejmuje się sygnał wyjściowy trzeciej pary filtrów stałych (32, 42) od sygnałów wyjściowych pierwszego i drugiego układu mnożącego (78, 80).
21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że dobiera się wartość stałej „c” dla minimalizowania szumu wykrywanego przez mikrofony.
22. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że wartość stałej „c” reguluje się tak, żeby zróżnicować czułość mikrofonów na sygnał mowy z bliższego końca łącza.
23. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kolejnych etapach estymuje się transmitancję akustyczną H1 pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze adaptacyjnym (14) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników pierwszego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H₂ drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze adaptacyjnym (40) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników drugiego filtra adaptacyjnego, estymuje się transmitancję akustyczną H5 trzeciego mikrofonu (68) w trzecim filtrze adaptacyjnym (72) przy wykorzystaniu sygnału mowy (L) z odległego końca łącza w charakterze sygnału referencyjnego do ustawienia współczynników trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy pierwszego mikrofonu (22) w pierwszym filtrze stałym (42), wykorzystującym współczynniki drugiego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy drugiego mikrofonu (36) w drugim filtrze stałym (32), wykorzystującym współczynniki pierwszego filtra adaptacyjne185 318 go, mnoży się sygnał wyjściowy pierwszego filtra stałego (42) przez stałą „c” w pierwszym układzie mnożącym (78), przy czym 0 < c < 1, mnoży się sygnał wyjściowy drugiego filtra stałego (32) przez stałą „1 - c” w drugim układzie mnożącym (80), dodaje się wymnożone sygnały wyjściowe pierwszego i drugiego filtra stałego w sumatorze (80), filtruje się sygnał wyjściowy sumatora (82) w trzecim filtrze stałym (74) przy wykorzystaniu współczynników trzeciego filtra adaptacyjnego, filtruje się sygnał wyjściowy trzeciego mikrofonu (68) w parze filtrów stałych (32, 42), wykorzystujących współczynniki, odpowiednio, pierwszego i drugiego filtra adaptacyjnego oraz odejmuje się sygnał wyjściowy pary filtrów stałych (32, 42) od sygnału wyjściowego trzeciego filtra stałego (74).
24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że wartość stałej „c” dobiera się tak, żeby minimalizować szum wykrywany przez mikrofony.
25. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że wartość stałej „c” dobiera się tak, żeby zróżnicować czułość mikrofonów na sygnał mowy z bliższego końca łącza.
26. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do estymacji transmitancji akustycznej w filtrach adaptacyjnych stosuje się algorytm spadku gradientu i/lub estymacji najmniejszych kwadratów LSE.
28. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zniekształca się sygnał mowy (L) z dalszego końca łącza w głośniku (20) i/lub wzmacniaczu (18), i/lub przetworniku cyfrowo -analogowym DAC (16) podłączonym do głośnika.