TW200423698A - Echo cancellers for sparse channels - Google Patents

Description

200423698 狄、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明之實施例係關於通訊領域，更明確地說，係關 5 於回聲消除。 發明背景 於浯音處理設備設計中，例如電話網路和無線手機， 聽覺回聲是固有的問題。回聲消除是減低聲音傳輸之回聲 10數量的技術，其估計於傳輸側麥克風或者線上所採取到之 回聲並且從接收器側之耳機或者免手持擴音機減去它。因 為環境的精確模式不是所習知的且隨著時間變化，故適應 式技術一般被使用以估計回聲。 【發明内容3 15 發明概要 於回聲消除中有兩個值得注意的實際問題：通話重疊 及由於擴音機環場麥克風(LEM)之脈衝響應改變。通話重疊 是從四線通訊系統之電子雙工器之遠端和近端兩埠同時產 生語音信號所導致。LEM改變是由於各區域改變所導致， 20 例如，擴音機移動、環境雜訊、以及溫度變化。這兩個問 題需要回聲消除器部份上之相對作用。通話重疊需要適應 式加權被保持不變，亦即，沒有適應性，因而LEM改變需 要迅速的適應。此外，當頻道脈衝響應是稀疏時，計算可 能是無效率的且可能不精確。 5 200423698 圖式簡單說明 參看被使用以展示本發明實施例之下面的說明和附圖 ，將可最佳地了解本發明。於圖形中： 第1圖是展示本發明可被實施之一實施例的系統圖形。 5 第2圖是展示依據本發明一實施例之一組回聲消除器 圖形。 第3圖是展示依據本發明一實施例之第2圖所展示的引 動產生器圖形。 第4圖是展示依據本發明一實施例之第2圖所展示的主 10 要加權更新器圖形。 第5圖是展示依據本發明一實施例用以進行回聲消除 之處理程序流程圖。 第6圖是展示依據本發明一實施例之第5圖展示用以更 新稀疏加權組之處理程序流程圖。 15 第7圖是展示依據本發明一實施例在200K次疊代之後 被組合的主要加權圖形。 第8圖是展示依據本發明一實施例之平滑化均方誤差 (MSE)圖形。 第9圖是展示依據本發明一實施例使用延遲係數之通 20 話重疊情況圖形。 第10圖是展示依據本發明一實施例之平滑LEM改變情 況圖形。 第11圖是展示依據本發明一實施例在104800至106800 次疊代之平滑LEM改變情況圖形。 6 200423698 L實施方式】 較佳實施例之詳細說明 本發明是有關用於回聲頻道中稀疏頻道的回聲消除器 。回荦頻逼接收一組遠端輸入和一組近端輸入。引動產生 5器反應於檢測通話重疊情況和脈衝響應改變之至少一種而 確定一稀疏更新引動。主要加權更新器依據稀疏更新引動 而傳送陰影濾波器之陰影加權至主要濾波器之N組稀疏濾、 波為中的N組稀疏加權。一組稀疏主要濾波器非適應式地過 濾遠端輸入以產生一組主要輸出。長型陰影濾波器適應式 1〇地過濾遠端輸入以產生一組陰影輸出並且估計主要濾波器 中稀疏加權之峰值延遲。 於下面的說明中，許多特定細節被說明。但是，應了 解到本發明實施例可以被實施而不需要這些特定細節。於 其他貫例中，習知的電路、結構、和技術不被展示以避免 15 難以了解這說明。 本發明實施例之元件可以利用硬體、軔體、軟體或者 其任何組合被製作。當以軟體被製作時，本發明實施例之 元件主要疋進行所須工作之指令片段。軟體可以包含執行 本發明實施例中所說明之操作的實際指令，或者模仿或者 2〇模擬操作之指令。程式或者指令片段可被儲存於處理器中 或者機器可存取媒體中，或者被製作於載波中之電腦資料 信號所傳輸，或者被載波所調變之信號在傳輸媒體之上被 傳輪。“處理器可讀取或者可存取媒體，，或者“機器可讀 取或者可存取媒體，，可以包含任何可儲存、傳輸、或者傳 7 送資訊之媒體。機器可存取媒體範例包含一組電子電路、 一組半導體記憶體裝置、一組讀取僅記憶體(ROM)、一組 快閃記憶體、一組可消除的ROM(ERQM)、一組軟碟、一組 小型碟片（CD)R〇M、一組光學碟片、一組硬碟、一組光纖 媒體、一組射頻（RF)鏈路、等等。電腦資料信號可以包含 任何可在傳輸媒體，例如，電子網路頻道、光纖、空氣、 電磁、RF鏈路、等等之上傳輸之信號。指令片段可經由電 腦網路，例如，網際網路、内部網路、等等被下載。機器 可存取媒體可以被製作於製造物件中。機器可存取媒體可 以包含，當被機器存取時導致該機器進行將於下面說明的 才呆作之資料。名稱“資料”，指示被編碼以供機器可存取 所用之任何型式的資訊。因此，其可包含程式、指令、資 料、檔案、等等。 所有或者部份之本發明實施例可以利用軟體被製作。 軟體可以具有許多彼此舞合之模組。一組軟體模組被搞合 至另一模組以接收變數、參數、引數、指示器、等等，及/ 或產生或者傳送結果、更新變數、指示器、等等。軟體模 組同時也可以是一組軟體驅動器或者界面以與於平臺上進 行之操作系統互動。軟體模組同時也可以是一組硬體驅動 器以組態、設定、啟始化、且從一組硬體裝置傳送和接收 資料。 本發明實施例可以作為處理程序被說明，其通常被展 示如同流程圖、結構圖、或者方塊圖。雖然一流程圖可能 說明操作為一序列之處理程序，但許多操作可平行地或者 200423698 並存地破執行。此外，操作順序可以重新配置。當其操作 被兀成日可，處理程序被終止。處理程序可以對應至一方法 、一組程式、一步驟，等等。 第1圖是展示本發明被實施之實施例系統100的圖形。 5系統100包含一組傳送輸入解碼器110、一組回聲頻道12〇、 一組傳送輪出編碼器130、一組接收輸入解碼器140、_組 接收輸出編碼器150、一組網路145、一組傳送輸入解碼器 160、一組回聲頻道17〇、一組傳送輸出編碼器180、一組接 收輸入解碼器19〇、以及一組接收輸出編碼器195。 · 10 傳送輪入解碼器110從第一近端接收被編碼之語音並 且解碼該被編碼之語音成為線性語音資料Sin。於一實施例 中，傳送輪入解碼器110是一種#法則/A法則解碼器。回聲 頻返120包含一組回聲消除器125。回聲消除器125從線性資 料取樣Sin移除一組回聲估計信號以產生線性資料取樣 15 。傳迗輸出編碼器130在封包化之前提供語音壓縮。於一實 施例中傳送輸出編碼器130是一組G.7xx編碼器，其使用 任一組包含國際電信聯盟（ITU)_T國際標準化α7χχ系列之 · 低位元速率聲音（LBRV)的壓縮標準而壓縮來自回聲頻道 120之語音資料S()ut。被壓縮之語音資料經由網路被傳送至 20遠端。接收輸入解碼器140解壓縮在網路145之上從第一遠 端被接收之語音資料。解壓縮技術是可與被使用於傳送輸 出編碼器130中之壓縮相容的。回聲頻道12〇從接收輸入解 碼器140接收Rin且傳送出Rc)ut線性資料取樣。接收輸出編碼 杰150編碼線性資料取樣尺。^成為將被傳送至第一近端之“ 9 200423698 法則和A-法則編碼語音。 網路M5是具有傳輸被封包化資料自/至傳送輸出編碼 器130、傳送輸入解碼器·、接收輸入解碼器14〇、以及接 收輸出編碼器195的能力之任何網路。網路145可以是網際 5網路、一組内部網路、一組外加網路、一組社區網路(lan) 、或者一組廣域網路(WAN)。傳送輸入解碼器16〇從網路i45 接收被編碼之語音並且解碼被編碼之語音成為線性語音資 料sin。於一實施例中，傳送輸入解碼器16〇是一組#法則/a_ 法則解碼器。回聲頻道170包含一組回聲消除器175。回聲 10消除器從線性資料取樣Sin移除一組回聲估計信號以產 生線性資料取樣sout。傳送輸出編碼器18〇在封包化之前提 供語音壓縮。於一實施例中，傳送輸出編碼器18〇是一組 G.7xx編碼器，其使用包含國際電信聯盟（ITU)-T國際標準 化G.7χχ系列之低位元速率聲音（LBRν)之任一組壓縮標準 15而壓縮來自回聲頻道H0之語音資料s〇ut。被壓縮之語音資 料被傳送至第二遠端之一組接收裝置。接收輸入解碼器19〇 解壓縮從第二遠端被接收之語音資料。解壓縮技術是可與 被使用於傳送輸出編碼器180中之壓縮相容的。回聲頻道 170從接收輸入解碼器i90接收Rin並且傳送出R_線性資料 20取樣。接收輸出編碼器W0編碼線性資料取樣11_成為將被 傳迗至網路145之第二近端的v法則和A-法則編碼語音。於 一實施例中，傳送輸入解碼器16〇、回聲頻道17()、傳送輸 出編碼為180、接收輸入解碼器190、以及接收輸出編碼器 195被整合於一組數位信號處理器165。 10 200423698 於下面的說明中，上標T指示一向量或者一矩陣之轉置 ，符號*指示一組乘法運算，II· ||指示一組絕對值。 第2圖疋展示依據本發明一實施例之回聲消除器125的 圖形。回擘消除器125包含一組主要濾波器210、一組減法 器220、一組陰影濾波器230、一組減法器25〇、以及一組控 制邏輯260。 ίο 稀疏主要濾波器210是一組短的或者稀疏濾波器。其非 適應式或者無適應性地過濾遠端輸入Rin以產生一組主要輸 出ym(k)。主要濾波器210包含一組向量化器212、一組乘法 器214、和一組加權組合器216。向量化器212利用一組被分 接之延遲線而延遲遠端輸入Rin而產生向量u(k)。向量化器 212可以利用一組緩衝器記憶體、一組移位暫存器、或者一 組指標陣列而被製作。乘法器214相乘u(k)及由加權組合器 216所提供之被組合的加權Wc(k)以進行過濾處理，如下所 15 示 ym(k)=u(k)*Wc(k)T (!) 加權組合器216组合或者合併主要濾波器21〇2N組稀 疏加權Wml，Ww，…，WmN以產生組合加權^^(幻，如下所 示·· 20 (2)

Wc(k) = Wml(k)，當 l^k^ND =ZNj=1 Wmi(k)，其他情況 （3) 其中ND是一耦合距離。耦合距離被使用以檢測通話重 疊並且稍後將被討論。 減法器220從主要輸出減去近端輸入&以產生主要誤 11 差em(k)，如下所示： em(k) = Sin(k)-ym(k) (4) 主要誤差em(n)被控制邏輯所使用以產生用以更新稀疏 加權Wmi(k)之引動，其中i=l，…’ N。 陰影濾波器230是一組長型適應式濾波器。其適應式或 者具適應性地過濾遠端輸入Rin以產生一組陰影輸出ys(k)。 於一實施例中，適應性法則是2階之仿射的投射(AP)，AP(2) ，適應性或者更新法則。陰影濾波器230包含一組向量化器 232、一組乘法器234、陰影加權Wsh240、以及一組陰影加 權更新器245。向量化器232相似於延遲線212並且可與主要 濾波器210共用。向量化器232利用一組被分接之延遲線而 延遲遠端輸入Rin以產生向量u(k)。乘法器230相乘向量^幻 與陰影加權Wsh240以進行過濾處理，如下所示：

Ys(k) = u(k)*Wsh(k)T (5) 陰影加權更新器245當被控制邏輯260所引動時則使用 AP(2)適應性法則以更新陰影加權Wsh。 減法器250從陰影輸出ys(k)減去近端輸入Sin以產生_ 組陰影誤差es(k)，如下所示： es(k) = Sin(k)-ys(k) (6) 陰影誤差es(k)被控制邏輯260所使用以產生稀疏更新 引動。其同時也使用AP(2)法則以更新陰影加權Wsh，如下 所示： a(k) = [UT(k)*U ㈨]hU'k)*!^) ^(k)=u(k)-U(k)*a(k) ⑺ ⑻ 200423698

Wsh(k+l)=Wsh(k)+[ φ (k)/( φ (k)* ψ (k)]*es(k) (9) 其中U(k)是p組過去向量u(k)=[u(k-l)，u(k-2)，…， u(k-P)]之集合。 控制邏輯260進行一些功能以控制過濾操作以及主要 5 與陰影濾波器210和230之加權更新。控制邏輯接收遠端輸 入Rin，以及主要及陰影誤差em(kMaes(n)。控制邏輯260包 含一組引動產生器262和一組主要加權更新器265。引動產 生器262產生一組陰影更新引動以引動陰影濾波器23〇中之 陰影加權更新器245。其同時也產生一組稀疏更新引動以引 10動主要加權更新器265。其反應於檢測一組通話重疊情況和 一組脈衝響應改變之至少一種，例如，回聲頻道中之喧嗓 擴音機圍場麥克風(LEM)情況，而確定稀疏更新引動。當稀 疏更新引動被確定時，主要加權更新器265使用陰影加權 Wsh240之子集以更新n組稀疏濾波器210之主要濾波器中的 15 N組稀疏加權。 第3圖是展示依據本發明一實施例之第2圖展示的引動 產生器262圖形。引動產生器262包含一組陰影更新引動產 生器301和一組稀疏更新引動產生器3〇2。 陰影更新引動產生器301產生陰影更新引動。陰影更新 20引動，當被確定時，引動陰影加權更新器245(第2圖）以更新 陰影加權Wsh240(第2圖）。其包含一組短期功率估計器31〇 、一組長期功率估計器320、以及一組適應性引動器33〇。 短期功率估計器310估計遠端輸入Rin之一組短期功率ps，如 下所示： 13 200423698 xi(k)= II Rin(k-M+1) || 2 (i〇) 如果，則Ps(k)=(l- r r)Xi(k)+ r rPs(k-l) (11) 否則 Ps⑻=(1. T f)Xi(k)+ r fPs(k-l) (12) 其中： 5 7 *"和T f疋相關於過去取樣數目之時間常數，分別地具 有一般值1-(1/24)和; M是陰影濾波器分支數目； Ml是各稀疏濾波器分支數目。於一實施例中，m=512+nd= 544且Ml = 128。 長期功率估計器320估計遠端輸入Rin之一組長期功率 10 pL，如下所示： 如果？办)>1：仇(1^1)，則1)1^)=(1_^;>1(幻+叫1^1)(13) 否則 pL(k)=pL(k-l) (Μ) 其中1^是正整數，具有從4至1〇的一般值。 適應性引動器330產生陰影更新引動。其反應於超出長 15期功率PL指示之短期功率PS而確定陰影更新引動以引動陰 影濾波器230之適應性。長期功率指示是多數個長期功率， 例如，riPL，其中1^是正整數。換言之，當Ps>ripL時，陰影 加權Wsh(k)被更新。於一實施例中，ri範圍從4至1〇。 稀疏更新引動產生器302包含一組延遲係數產生器340 20 、一組通話重疊檢測器350、一組主要誤差功率估計器36〇 、一組陰影誤差功率估計态370、一組脈衝響應改變檢測器 380、以及一組組合器390。延遲係數產生器34〇計算主要濾 波為210之一組主要輕合係數冷⑺以及陰影濾波器23〇之一 組陰影耦合係數，如下所示： 14 200423698 刍 /5m=(M/ND)*[Wm(l : ND)*Wm(l : ND)T] (15) 刍 /3s=(M/ND)*[Wsh(l : ND)*Wsh(l : ND)T] (16) 其中Wm(l : ND)和Wsh(l : ND)指示稀疏加權和陰影加權 之第一ND加權；ND是具有依據濾波器尺寸Μ和Ml之數值之 5 麵合距離。於一實施例中，M=544，Ml=128，且ND=32。

通話重疊檢測器反應於超出陰影耦合係數/3 s一組指 示之主要耦合係數万m而檢測通話重疊情況。陰影耦合係數 /3 s之指示是多數個/5 s，亦即，η* /5 s，其中1：2是正整數。於 一實施例中，1：2=2。換言之，條件是y5m>2*/3s。反應於檢 10 測通話重疊情況，通話重疊檢測器350確定通話重疊引動。 主要誤差功率估計器3 60估計主要誤差e m (k)之一組主 要誤差功率epm，如下所示： ei(k)= || cm(k) II (17) 如果以1〇，111(1^1)，則印111(]〇=(1-?^1(幻+7即〇^1)(18) 15 否則 epm(k)=(l- r f)ei(k)+ r fepm(k-l) (19)

其中讪T r和T f如先前所定義。 陰影誤差功率估計器370估計陰影誤差以^之一組陰 影誤差功率eps，如下所示： e2(k)= || es(k) |丨 （20) 如果e2(k)>eps(k-l)，則ePs(k)=(l-rr)e2⑻+rreps(k l)⑼ 否則eps(k)=(l- r f)e2(k)+ r feps(k-i) (22) 改變檢測器380反應於超出陰影誤差功率叩8 一組指示 之主要誤差功率epm而檢測脈衝響應改變情況。陰影誤差功 率ePs之指示是多數個ePs，例如，rseps，其中巧是正整數。 15 200423698 於一實施例中，r3=100。換言之，當ePm>r3eps時，一組脈衝 響應改變被檢測。當改變情況被檢測或者反應於檢測改變 情況時，改變檢測器380確定改變引動。 當分別地利用通話重疊檢測器350和LEM檢測器380被 5 確定時，組合器390組合被檢測之通話重疊和LEM改變情況 ，以確定稀疏更新引動。如果這些情況之一組被確定，主 要加權更新器被引動以更新主要濾波器210中之N組稀疏加 權。於一實施例中，組合器350是一組邏輯OR操作器。 第4圖是展示依據本發明一實施例第2圖展示之主要加 10 權更新器265之圖形。主要加權更新器265包含一組峰值檢 測器410和一組稀疏加權更新器420。 峰值檢測^§ 410檢測陰影加推Wsh240中N組峰值之N組 峰值位置（第2圖）。峰值檢測器410包含一組陰影緩衝器412 、一組最大值探測器414、以及一組局部取消器416。當處 15理程序開始時，陰影緩衝器412首先儲存陰影加權wsh240 。在峰值檢測器410操作時，陰影緩衝器412被更新。最大 值探測器414確定或者定位陰影加權Wsh之最大絕對值之位 置。這位置對應至N組峰值位置之一位置。在一組峰值位置 被發現或者被辨識之後，取消器416取消被置放於該位置附 20近之陰影加權Wsh的一組子集。這子集大約以該位置為中心 。子集度W取決於稀疏濾波器μ之尺寸。於一實施例中， Μ範圍從80-130且〜=50。被取消之子集接著被寫回至陰影 緩衝為412並且最大值探測器414繼續於被更新的陰影緩衝 器412中尋找下一組峰值。每次一峰值位置被檢測時，峰值 16 200423698 檢測器410儲存該位置以被使用於稀疏加權更新中。一般， 將被檢測之峰值數目是等於稀疏加權Wmi之組數。 稀疏加權更新器420依據N組峰值位置且依據或者使用 陰影加權Wsh而取代N組稀疏加權Wmi。稀疏加權更新器420 5包含一組臨限比較器430、一組第一更新器441、一組第二 更新器442、一組第三更新器443、和一組稀疏加權缓衝器 450 〇 臨限比較器430比較峰值位置j與一組低位置臨限丁^和 一組高位置臨限TH以決定如何取代N組稀疏加權。本質上 10 ，稀疏加權…叫化)為一組子集或者陰影加權Wsh之子集所取 代。子集利用位置指標而被辨識，如下所示： 第一子集：對於在1和M1+ND之間的指標k，其中ND 是耦合距離。 第二子集：對於在1和ND之間的指標k。 15 第三子集：對於在M-Nl + l$kSM之間的指標k。 第四子集：對於在j-Ml/2和j+Ml/2之間的指標k，亦即 ’ j是峰值位置且是在第四子集中心。 稀疏濾波器Wmi(k)之取代或者更新依據下面方程式被 達成： 2〇 如果KTl，則

Wmi(k)^Vsh(k)，對於l$k$Ml+ND(第一子集），且 wmi(k)〇，其他 如果j ^ Tjj，則

Wmi(k)=Wsh(k)，對於lgk^ND(第二子集），且 17 200423698 M-Ml + l$k$M(第三子集），且

Wmi(k)=0，其他

如果TH<j<TL，貝1J

Wmi(k)=Wsh(k)，對於ISkSND(第二子集），且 5 Μνί1/2$]^】+Μ1/2(第四子集），

Wmi(k)=0，其他。 第一更新器441反應於較小於低位置臨限TL之位置而 利用陰影加權之一組第一陰影子集以取代N組稀疏加權之 一的一組第一稀疏子集。反應於超出高位置臨限TH之位置 10 ，第二更新器442分別地利用陰影加權之一組第二陰影子集 和一組第三陰影子集以取代N組稀疏加權之一的一組第二 稀疏子集和一組第三稀疏子集。反應於在低位置和高位置 臨限TdaTH之間的位置，第三更新器443分別地利用陰影加 權之第二陰影子集和一組第四陰影子集以取代N組稀疏加 15 權之一的該第二稀疏子集和一組第四稀疏子集。第四陰影 子集以該位置為中心。 第5圖是展示依據本發明一實施例進行回聲消除之處 理程序500的流程圖。 開始（START)後，處理程序500立即分別地使用主要濾 20 波器和陰影濾波器而產生主要輸出和陰影輸出（方塊510)。 利用延遲遠端輸入及被相乘之被延遲的遠端輸入與分別的 濾波器加權，這被達成。接著，處理程序500計算主要誤差 和陰影誤差（方塊515)。利用分別地從主要輸出和陰影輸出 減去近端輸入，這被達成。 18 200423698 接著處理&序5 Q Q估計遠端輸人巾之短期和長期功率 (方鬼52G)縣，處理程序決定是否陰影錢被引動( 方塊525)。利用比較短期功率與長期功率之—組指示，這 被達成。如果陰影更新被引動，則處理程序500使用AP適應 丨法則X更新陰影加權（方塊535)。否則，處理程序5〇〇保持 著相同之陰影加權（方塊53〇)。 接著處ί里程序5〇〇產生主要和陰影轉合係數(方塊MO) 接著，處理程序5〇〇決定是否通話重叠情況已被檢測（方 鬼5 5)矛J用比車父主要搞合係數與陰影搞合係數之一組指 10示這被達成。如果通話重疊情況被檢測，則處理程序獅 更新Ν組稀疏加權（方塊56〇)並且處理程序％峨終止。否則 ’處理程序5GG估計主要和陰影誤差功率（方塊55q)。接著， 處理程序5GG決定是否脈㈣應改變情況已被檢測（方塊 555)。利用比較主要誤差功率與陰影誤差功率之一組指示 15 ，這被達成。如果脈衝響應改變情況已被檢測，則處理程 序500更新N組稀疏加權（方塊56〇)並且接著被終止。否則， 處理程序500保持著相同之N組稀疏加權並且接著被終止。 第6圖是處理程序560之流程圖、其展示依據本發明一 實施例之第5圖所展示用以更新稀疏加權組數的處理程序。 20 當開始之後，處理程序560確認或者定位且儲存陰影加 權之一組最大絕對值的位置（方塊61〇)。這位置對應至陰影 加權中之一組峰值位置。接著，處理程序56〇取消具有以該 位置為中心附近之一組局部子集（方塊615)。接著，處理程 序560決定是否所有的組皆已被處理（方塊62〇)。如果不是， 19 200423698 則處理程序560返回至方塊610繼續尋找下一組峰值位置。 如果所有的組皆已被處理，則處理程序560由第一峰值 位置開始（方塊625)。接著，處理程序560決定峰值位置是否 較小於低位置臨限（方塊630)。如果是，則處理程序560更新 5 稀疏加權第一子集（方塊635)並且前進至方塊660。否則，處 理程序560決定該峰值位置是否較大於或者超出高位置臨 限（方塊640)。如果是，則處理程序560更新稀疏加權之第二 和第三子集（方塊645)並且前進至方塊660)。否則，處理程 序560更新稀疏加權之第二和第四子集（方塊650)。 10 接著，處理程序560決定是否所有的峰值位置已被處理 (方塊660)。如果不是，則處理程序560前進至下一峰值位置 (方塊665)並且返回至方塊(630)。如果所有的峰值位置已被 處理，則處理程序560被終止。 第7-11圖展示模擬結果。對於首先1〇〇〇〇〇次疊代具有8 15 、160、以及320延遲之三型式濾波器之參數是 M=512+32=544且Ml = 140，其後為延遲在88、240、以及400 之滤波器。 第7圖是展示依據本發明一實施例在2〇〇κ次疊代後之 一組被組合的主要加權圖形。第8圖是展示依據本發明一實 20施例之一組平滑均方誤差（MSE)圖形。第9圖是展示依據本 發明一實施例使用延遲係數之一組通話重疊情況圖形。於 這圖形中，z=/5m(k)-2es(k)。第1〇圖是展示依據本發明一 實施例一組平滑LEM改變情況之圖形。於這圖形中， zfepm-heps。第11圖是展示依據本發明一實施例在1〇48〇〇 20 200423698 至106800次疊代之一組平滑LEM改變情況圖形。 第8圖展示許多相位。當在從〇至35000次疊代之第一相 位時’陰影濾波器學習頻道脈衝響應。當於主要濾波器 MSE(esqta)中反映從大約40dB減少至〇dB時，控制邏輯傳送 5 適當的加權至主要濾波器。於從35000至99000次疊代之第 二相位中，通話重疊出現並且利用通話重疊檢測器和LEM 檢測器兩者被檢測，如第9和10圖之展示。主要頻道濾波器 加權被凍結，而Wsh調適於通話重疊。於從1〇〇〇〇〇至125〇〇〇 次叠代之第三相位中，通話重疊情況消失並且LEM改變發 10 生。陰影濾波器學習LEM改變並且傳送新的加權組數至主 要頻道濾波器。在大約104000次疊代之通話重疊檢測（參看 第9圖）以及在1 〇 3 K次疊代且再次地在大約1 〇 5 K次疊代之 LEM改變（參看第Π圖）時，這步驟啟始地發生。因此，啟始 LEM改變暫態在大約5/8秒消失。隨著MSE繼續減少（參看第 15 8圖），陰影濾波器繼續調適。注意到，當比較於第一學習 相位時，目前消除是從4〇dB至10dB。但是，這很可能是由 於學習時間被減低。另外的訓練取樣可進一步減低消除性 雖然本發明已利用許多實施例被說明，熟習本技術者 2〇 將明白本發明並不受限定於此處說明之實施例，而可由在 附加申請專利範圍精神和範疇之内的修改和變化所實施。 因此本說明僅為展示而非限制。 【圖式簡單說明】 第1圖是展示本發明可被實施之一實施例的系統圖形。 21 200423698 第2圖是展示依據本發明一實施例之一組回聲消除器 圖形。 第3圖是展示依據本發明一實施例之第2圖所展示的引 動產生器圖形。 5 第4圖是展示依據本發明一實施例之第2圖所展示的主 要加權更新器圖形。 第5圖是展示依據本發明一實施例用以進行回聲消除 之處理程序流程圖。 第6圖是展示依據本發明一實施例之第5圖展示用以更 10 新稀疏加權組之處理程序流程圖。 第7圖是展示依據本發明一實施例在200K次疊代之後 被組合的主要加權圖形。 第8圖是展示依據本發明一實施例之平滑化均方誤差 (MSE)圖形。 15 第9圖是展示依據本發明一實施例使用延遲係數之通 活重豐情況圖形。 第10圖是展示依據本發明一實施例之平滑LEM改變情 況圖形。 弟11圖是展示依據本發明一實施例在；[04800至106800 20 次疊代之平滑LEM改變情況圖形。 【圖式之主要元件代表符號表】 100…系統 125…回聲消除器 110…傳送輸入解碼器 130…傳送輸出編碼器 120...回聲頻道 140…接收輪入解碼器 22 200423698 145.. .網路 150…接收輸出編碼器 160…傳送輸入解碼器 165…數位信號處理器 170…回聲頻道 180…傳送輸出編碼器 190…接收輸入解碼器 195…接收輸出編碼器 210…主要濾波器 212.. .向量化器 214.. .乘法器 216.. .加權組合器 220.. .減法器 230.. .陰影濾波器 232…向量化器 234.. .乘法器 240…陰影加權 245.. .陰影加權更新器 250.. .減法器 260.. .控制邏輯 262…引動產生器 265…主要加權更新器 301.. .陰影更新引動產生器 302···稀疏更新引動產生器 310…短期功率估計器 320···長期功率估計器 330.. .適應性引動器 340.. .延遲係數產生器 350…通話重疊檢測器 360.. .主要誤差功率估計器 370.··陰影誤差功率估計器 380··.脈衝響應改變檢測器 390.. .組合器 410…峰值檢測器 412.. .陰影緩衝器 414.. .最大值探測器 416…局部取消器 420…稀疏加權更新器 430.. .臨限比較器 441…第一更新器 442.. .第二更新器 443…第三更新器 450…稀疏加權緩衝器 500…回聲消除處理程序 510-565…回聲消除處理步驟 560…更新N組稀疏加權處理流程圖 610-660·.·更新N組稀疏加權處 理流程步驟

23

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： h —種裝置，其包含： 一組引動產生器，其用以反應於檢測一回聲頻道中 之一通話重豐情況和一脈衝響應改變的至少一種而確 定一稀疏更新引動，該回聲頻道接收一組遠端輸入和一 組近端輸入；以及 一組主要加權更新器，其用以依據該稀疏更新引動 而傳达一組陰影濾波器之陰影加權至一組主要濾波器 中之N組稀疏濾波态的n組稀疏加權，該主要濾波器非 適應式地過渡該遠端輸人以產生—組主要輸出;;該陰影 據波器適應式地過濾、該遠端輸入以產生-組陰影輸出 ，並且估計該稀疏加權之峰值延遲。 2.如申請專職，丨項之裝置，其中該主要加權更新器 包含： 一組峰值檢測器，其檢測於該陰影加權中之n組峰 值的N組峰值位置；以及 一組稀疏加權更新器，其依據該N組峰值位置之該 陰影加權而取代該N組稀疏加權。 3·如申請專利範圍第2項之裝置，其中該峰值檢測器包含： 一組陰影緩衝器，其用以儲存該陰影加權； 一組最大值探測器，其用以辨識被儲存於該陰影緩 衝器中之該陰影加權的一組最大絕對值之位置，置 對應至該N組峰值位置之一位置；以及 一組取消器，其用以取消被置放於該位置附近之陰 24 200423698 影加權之一組子集，該被取消的子集被寫回至該陰影緩 衝器。 4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該稀疏加權更新器 包含： 5 一組臨限比較器，其用以比較該位置與一組低位置 臨限和一組高位置臨限； 一組第一更新器，其反應於較小於該低位置臨限的 位置，而利用該陰影加權之一組第一陰影子集以取代該 N組稀疏加權之一的一組第一稀疏子集； 10 一組第二更新器，其反應於超出該高位置臨限之位 置，而分別地利用該陰影加權之一組第二陰影子集和一 組第三陰影子集，以取代該N組稀疏加權之其中一組的 一組第二稀疏子集和一組第三稀疏子集；以及 一組第三更新器，其反應於在該低位置和高位置臨 15 限之間的位置，該位置是在該第四陰影子集之中心，而 分別地利用該陰影加權之第二陰影子集和一組第四陰 影子集，以取代該N組稀疏加權之其中一組的該第二稀 疏子集和一組第四稀疏子集。 5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該稀疏加權更新器 20 進一步地包含： 一組稀疏加權緩衝器，其用以儲存該N組稀疏加權。 6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該引動產生器包含： 一組短期功率估計器，其用以估計該遠端輸入之一 組短期功率； 25 200423698 一組長期功率估計器，其用以估計該遠端輸入之一 組長期功率；以及 一組適應性引動器，其反應於較大於該長期功率之 一組指示的該短期功率而引動該陰影濾波器之適應性。 5 7.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該引動產生器包含： 一組延遲係數產生器，其用以計算該主要濾波器之 一組主要耦合係數以及該陰影濾波器之一組陰影耦合 係數；以及 一組通話重疊檢測器，其反應於較小於該陰影耦合 10 係數之一組指示之該主要耦合係數而檢測通話重疊情 況。 8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中該引動產生器進一 步地包含： 一組主要誤差功率估計器，其用以估計由該主要輸 15 出和該近端輸入所決定之一主要誤差的一組主要誤差 功率； 一組陰影誤差功率估計器，其用以估計由該陰影輸 出和該近端輸入所決定之一陰影誤差的一組陰影誤差 功率；以及 20 一組改變檢測器，其反應於超出該陰影誤差功率之 一組指示之該主要誤差功率而檢測該脈衝響應改變。 9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該引動產生器進一 步地包含： 一組組合器，其用以組合該被檢測的通話重疊和該 26 200423698 脈衝響應改變以確定該稀疏更新引動。 10·如申請專利範圍第6項之裝置，其中該適應性引動器引 動該陰影濾波器的一組仿射的投射(AP)適應性。 11· 一種方法，其包含： 5 反應於檢測一回聲頻道中之一通話重疊情況和一 脈衝響應改變的至少一種而確定一稀疏更新引動，該回 聲頻道接收一組遠端輸入和一組近端輸入；並且

   依據该稀疏更新引動而傳送一組陰影濾、波器之陰 影加權至一組主要濾波器中組稀疏濾波器的^^組稀 10 &加權，忒主要濾波為非適應式地過渡該遠端輸入以產 生、、且主要輸出，該陰影濾波器適應式地過濾該遠端輸 入以產生一組陰影輸出，並且估計該稀疏加權之峰值延 遲。 卜申„月專利I巳圍第山員之方法，其中更新該N組稀疏加 15 權包含： 20 檢測該陰影加權中之驗輕_組峰值位置；並且 依據該N組峰值位置 疏加權。 之該陰影加權而取代該N組稀

   I3·如申料·㈣u項之方法， 置包含： 其中檢測該N組♦值位 堵存σ亥陰影加權於一組陰影緩衝器中； 辨識被儲存於該陰影緩 最大絕對值的你罢- m雜衫加榷-組 位置；並且、’雜置對應至該N組峰值位置之一 27 200423698 取消破置放於該位置附近之陰影加權之一組子集 ’該被取相子集被寫回至該陰f彡緩衝器。 14·如申請專利範圍第13jg 罘3項之方法，其中取代該N組稀疏加 權包含： 5 比較該位置盥一έΒ你A aaw rm _ ^ 組低位置^品限和一組高位置臨限； 反應於較小於該低位置臨限的位置，而利用該陰影 加權之一組第一陰影子集以取代該N組稀疏加權之一的 一組第一稀疏子集； 反應於超出該高位置臨限之位置，而分別地利用該 10 陰影加權之一組第二陰影子集和一組第三陰影子集，以 取代該N組稀疏加權之其中一組的一組第二稀疏子集和 一組第三稀疏子集；並且 反應於在該低位置和高位置臨限之間的位置，該位 置是在該第四陰影子集之中心，而分別地利用該陰影加 15 權之苐一陰影子集和一組第四陰影子集，以取代該N組 稀疏加權之其中一組的該第二稀疏子集和一組第四稀 疏子集。 15·如申凊專利範圍第Μ項之方法，其中取代該n組稀疏加 權進一步地包含： 20 儲存該N組稀疏加權。 16·如申請專利範圍第11項之方法，其中確定一組稀疏更新 引動包含： 估計該遠端輸入之一組短期功率； 估計該遠端輸入之一組長期功率；並且 28 200423698 反應於超出該長期功率之一組指示之該短期功率 而引動該陰影濾波器之適應性。 17. 如申請專利範圍第11項之方法，其中確定一組稀疏更新 引動包含： 5 計算該主要濾波器之一組主要耦合係數以及該陰 影濾波器之一組陰影|馬合係數；並且 反應於較小於該陰影耦合係數之一組指示的該主 要1¾合係數而檢測該通話重疊情況。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中確定一組稀疏更新 10 引動進一步地包含： 估計由該主要輸出和該近端輸入所決定之一主要 誤差的一組主要誤差功率； 估計由該陰影輸出和該近端輸入所決定之一陰影 誤差的一組陰影誤差功率；並且 15 反應於超出該陰影誤差功率之一組指示之該主要 誤差功率而檢測該脈衝響應改變。 19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中確定一組稀疏更新 引動進一步地包含： 結合該被檢測的通話重疊和該脈衝響應改變以確 20 定該稀疏更新引動。 20. 如申請專利範圍第16項之方法，其中引動該陰影濾波器 之適應性包含引動該陰影濾波器之一組仿射的投射(AP) 適應性。 21. —種製造物件，其包含一組含有資料之機器可存取媒體 29 200423698 ，當該資料被一機器存取時，導致該機器進行之操作包 含： 反應於檢測一回聲頻道中之一通話重叠情況和一 脈衝響應改變的至少一種而確定一稀疏更新引動，該回 聲頻道接收一組遠端輸入和一組近端輸入；以及 依據該稀疏更新引動而傳送一組陰影濾波器之陰 影加權至一組主要濾波器中之N組稀疏濾波器的N組稀 疏加權’邊主要渡波器非適應式地過濾該遠端輸入以產 生一組主要輸出，該陰影濾波適應式地過濾該遠端輸 入以產生組陰影輸出，並且估計該稀疏加權之峰值延 遲。 22·如申請專利範圍第21項之製造物件，其中導致該機器進 行更新該N組稀疏加權之該資料，包含當被該機器存取 時導致該機器進行操作之資料，該操作包含： 檢測於該陰影加權中之·峰值的N組峰值位置； 並且 依據該峰值位置之該陰影加權而取代該n組稀 疏加權。 20

   申明專利fe®第22項之製造物件，其巾導致該機器進 行檢測該·峰值位置之該資料，包含當被該機器存取 時導致該機器進行操作之資料，雜作包含： 儲存該陰影加權於一組陰影緩衝器中； 30 200423698 位置；並且 取消被置放於該位置附近之陰影加權的一組子集 ，該被取消的子集被寫回至該陰影緩衝器。 24.如申請專利範圍第23項之製造物件，其中導致該機器進 5 行取代該N組稀疏加權之該資料，包含當被該機器存取 時導致該機器進行操作之資料，該操作包含： 比較該位置與—組低位置臨限和—組高位置臨限； 反應於較小於該低位置臨限的位置，而利用該陰影 加權之一組第—陰影子集以取代該N組稀疏加權之一的 10 一組第一稀疏子集； 反應於超出該高位置臨限之位置，而分別地利用該 陰影加權之一組第二陰影子集和一組第三陰影子集，以 取代该N組稀疏加權之其中一組的一組第二稀疏子集和 一組第三稀疏子集；並且 反應於在該低位置和高位置臨限之間的位置，該位 ^杨$_影子#之中心，而分別地利用該陰影加 權之第_陰影子集和—組第四陰影子集，以取代該N組 稀疏加權之其中一組的該第二稀疏子集和一組第四稀 疏子集。 20 25=申請專利範圍第24項之製造物件，其中導致該機器進 :取代該N組稀疏加權之該資料，進—步地包含當被該 機器存取時導賴齡進行操作之㈣，該操作包含： 儲存該N組稀疏加權。 此如申請專利範圍第21項之製造物件，其中導致該機器進 31 200423698 行確定一組稀疏更新引動之該資料，包含當被該機器存 取時導致該機器進行操作之資料，該操作包含： 估計該遠端輸入之一組短期功率； 估計該遠端輸入之一組長期功率；並且 5 反應於超出該長期功率之一組指示之該短期功率 而引動該陰影濾波器之適應性。 27. 如申請專利範圍第21項之製造物件，其中導致該機器進 行確定一組稀疏更新引動之該資料，包含當被該機器存 取時導致該機器進行操作之資料，該操作包含： 10 計算該主要濾波器之一組主要耦合係數以及該陰 影濾波器之一組陰影耦合係數；並且 反應於較小於該陰影耦合係數之一組指示的該主 要搞合係數而檢測該通話重疊情況。 28. 如申請專利範圍第27項之製造物件，其中導致該機器進行 15 確定一組稀疏更新引動之該資料，進一步地包含當被該機 器存取時導致該機器進行操作之資料，該操作包含： 估計由該主要輸出和該近端輸入所決定之一主要 誤差的一組主要誤差功率； 估計由該陰影輸出和該近端輸入所決定的一陰影 20 誤差之一組陰影誤差功率；並且 反應於超出該陰影誤差功率之一組指示之該主要 誤差功率以檢測該脈衝響應改變。 29. 如申請專利範圍第28項之製造物件，其中導致該機器進 行確定一組稀疏更新引動之該資料，進一步地包含當被 32 200423698 該機器存取時導致該機器進行操作之資料，該操作包含： 結合該被檢測的通話重疊和該脈衝響應改變以確 定該稀疏更新引動。 30. 如申請專利範圍第26項之製造物件，其中導致該機器進 5 行引動該陰影濾波器之適應性的該資料，包含當被該機 器存取時導致該機器進行操作之資料，該操作包含引動 該陰影濾波器之一組仿射的投射(AP)適應性。 31. —種系統，其包含： 一組主要濾波器，其具有N組稀疏加權之N組稀疏 10 濾波器以非適應式地過濾在一回聲頻道中之一組遠端 輸入，該主要濾波器產生一組主要輸出； 一組陰影濾波器，其具有陰影加權以過濾該遠端輸 入，而使其適應在該回聲頻道中之一組脈衝響應改變， 該陰影濾波器產生一組陰影輸出並且估計該等稀疏加 15 權中之峰值延遲；以及 一組控制邏輯，其被耦合至該主要濾波器和該陰影 濾波器以檢測一通話重疊和該脈衝響應改變之一，該控 制邏輯包含： 一組引動產生器，其用以反應於檢測一通話重疊情 20 況和該脈衝響應改變之至少一種而確定一稀疏更新引 動，以及 一組主要加權更新器，其被耦合至該引動產生器以 依據該稀疏更新引動而傳送一組陰影濾波器之陰影加 權至該N組稀疏加權。 33 200423698 32.如申請專利範圍第31項之系統，其進一步地包含： 一組傳送輸入解碼器，其用以從一組近端接收被編 碼的語音；以及 一組傳送輸出編碼器，其提供語音壓縮。 5 33.如申請專利範圍第32項之系統，其進一步地包含： 一組接收器輸入解碼器，其用以解壓縮從一遠端被 接收的語音資料；以及 一組接收器輸出編碼器，其用以編碼來自該回聲頻 道之線性資料取樣，該被編碼的線性資料取樣被傳送至 10 該近端。 34. 如申請專利範圍第33項之系統，其中該傳送輸入解碼器 是法則和A-法則解碼器之一種。 35. 如申請專利範圍第34項之系統，其中該傳送輸出編碼器 壓縮來自該回聲頻道之語音資料，該被壓縮之語音資料 15 被傳送至該遠端。