WO2013097372A1 - 一种多受话端回声消除方法和系统 - Google Patents

一种多受话端回声消除方法和系统 Download PDF

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    • H04B3/231—Echo cancellers using readout of a memory to provide the echo replica

Definitions

  • the present invention relates to the field of voice communication technologies, and in particular, to a multi-receiver echo cancellation method and system. Background of the invention
  • adaptive echo cancellation technology is generally used to eliminate echo during voice communication.
  • the adaptive search for a suitable echo filter calculates the echo signal, thereby eliminating the echo signal from the signal of the transmitting end, and avoiding echo interference to the voice communication.
  • Each of the receiving channels corresponds to an echo canceller, and the echo corresponding to the signal of the receiving end of the road is calculated and eliminated from the signal of the transmitting end, and the plurality of echo cancellers work in combination to eliminate the echo caused by the plurality of receiving ends.
  • the echo filtering unit is configured to receive the sending end signal and the M receiving end signal, and perform echo filtering on the M receiving end signal under the control of the update quantity output by the filtering control unit, to obtain the M channel filtered receiving
  • the terminal signal is subtracted from the M-channel filtered received terminal signal from the sending end signal to obtain a system output signal for canceling the echo of the receiving end
  • the filtering control unit is configured to buffer the signal of the M-channel receiving end Calculating the decorrelation matrix according to the M-channel receiving end signal buffered in each preset length, and decomposing the buffered M-channel receiving end signal into the M-way related-related receiving end signal by using the decorrelation matrix, according to
  • the correlation matrix, the M-way decorrelated receiver signal, and the system output signal fed back from the echo filtering unit calculate the update amount of the echo filter in the echo filtering unit, and output it to the echo filtering unit.
  • FIG. 1 is a system structural diagram of a multi-receiver echo cancellation method in an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a system structural diagram of a method for implementing a multi-receiver echo cancellation in a transform domain according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a system for implementing a multi-receiver echo cancellation method in a time domain and a transform domain according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a system structural diagram of a multi-receiver echo cancellation method in an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system includes: an echo filtering unit 101 and a filtering control unit 102, wherein
  • the echo filtering unit 101 is configured to receive the sending end signal and the M receiving end signal, and perform echo filtering on the M receiving end signal under the control of the update quantity output by the filtering control unit 102 to obtain the M path filtering. Receiving the signal from the transmitting end, subtracting the M-channel filtered receiving end signal from the transmitting end signal, and obtaining a system output signal for canceling the echo of the receiving end;
  • the filtering control unit 102 is configured to buffer the signal of the M-channel receiving end, and after buffering the M-channel receiving end signal of the preset length, calculate the decorrelation matrix according to the buffered M-channel receiving end signal, and use the decorrelation matrix to
  • the buffered M-channel receiver signal is decomposed into an M-way correlated receiver signal, and the echo filter is calculated according to the decorrelation matrix, the M-way decorrelated receiver signal, and the system output signal fed back from the echo filtering unit. Update amount, and output to echo filter Wave unit 101.
  • Signal and microphone signals using multiple adaptive filters to simulate the echo path of each receiver signal, constructing an accurate echo path filter and echo signal, eliminating the echo signal from the microphone signal, and removing the echo signal Send to the far end of the voice communication.
  • the system can be in a time domain processing mode, a frequency domain or other transform domain processing mode, and a time-frequency domain hybrid processing mode. The following is introduced separately.
  • the echo filtering unit comprises: M echo filters and M series subtractors;
  • M echo filters are configured to: correspondingly receive the M-channel receiving end signal, and perform echo filtering on the M-channel receiving end signal under the control of the update quantity output by the filtering control unit to obtain M-channel filtering After the received terminal signal, the M channel filtered receiver signal is correspondingly output to the M series subtractors;
  • the first one of the M series subtractors receives the microphone signal, and subtracts the microphone signal from the received filtered receiver signal and outputs the signal. Subsequent to the next stage subtractor; the subsequent subtractor outputs the signal outputted by the previous stage subtractor and the received signaled received end signal; the last subtractor (subtractor 1 in Fig. 2) The output is a system output signal that cancels the echo of the receiving end;
  • a filter controller configured to calculate an update quantity of the M echo filters according to the received decorrelation matrix, the M-way decorrelated receiver signal, and the system output signal fed back from the Mth subtractor, and update the amount Output to the corresponding echo filter.
  • the echo filter implements echo filtering
  • the buffer stores the input data to form a data frame
  • the filter control unit calculates the deviation of the current echo filter and updates the echo filter.
  • the signal of the receiving end is formed by the echo filter to form an echo estimation signal, which is subtracted from the signal of the transmitting end to obtain the current system output.
  • the current system output and receiver signals are filtered by the filter control unit to determine whether the echo filter needs to be updated. If an update is required, the update amount of the echo filter is calculated and output to the echo filter for updating.
  • echo X h -
  • the formed data frame is x(n-L D +l), ....x(n), and L D is the length of the buffer.
  • the two-way receiver signals are, x 2 two-way.
  • the signal is highly correlated:
  • the de-correlation matrix can be derived by calculating the correlation factor c,, , and the decorrelation matrix De:
  • ⁇ //,.(/) is the update amount of the echo filter corresponding to the signal received by the third channel
  • / is the sequence number indicating the update amount of the echo filter
  • the above de-correlation decomposition method can be extended to the M-channel (M>2) receiver-side signal situation.
  • the decorrelation decomposition can be performed in steps M-1, and each step is reduced by one channel. Correlation with other channels, up to M-1 steps, can achieve de-correlation decomposition of all channels, and can also get De.
  • FIG. 3 is a logic diagram of a decorrelation decomposition operation of a multi-receiver end signal according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 3, the process of performing the iterative operation of the M-1 step is as follows:
  • the initial input of the iteration is a signal matrix of a row M column composed of the buffered M-channel receiver signal 1 )
  • ⁇ is the signal of the first receiving end buffered in the preset time length, the length is 1 ⁇ ⁇ ⁇ ; in the first step, the correlation between the first channel and other channels is reduced, and the first channel ⁇ 1 is calculated ( With other channels
  • the first step of the iteration calculates the decorrelation matrix
  • the correlation factor is calculated as: C
  • step i calculate 3 ⁇ 4) 'and Correlation factor between ',...3 ⁇ 4(,.
  • the correlation factor is: Ci . -, M-1>>1,M>j>i;
  • the final decorrelation matrix De n; 1 - 1 De,.;
  • the M column signal in x' is the final M-way decorrelated receiver signal.
  • Ah i (l) OeAh i ' (l)
  • FIG. 4 is a system structural diagram of a method for implementing a multi-receiver echo cancellation in a transform domain according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 4, in the transform domain multi-receiver echo cancellation system:
  • the echo filtering unit comprises: a sending end buffer, a sending end band decomposing module, S echo filter sets, S subtractor sets and a band synthesizing module, each of the subtractor sets being connected by M subtractors in series Composition, each echo filter bank includes M echo filters;
  • the filtering control unit comprises: M receiving end buffers, M receiving end band decomposition modules, S decorrelation matrix calculation modules and S filtering control modules; each filtering control module comprises: a signal decorrelation decomposition module and a filter controller; where:
  • the sending end buffer is configured to buffer the sending end signal, and after buffering the sending end signal of the preset length, outputting to the sending end band demodulation module;
  • the sending end band decomposing module is configured to decompose each of the preset lengths of the sending end signals from the sending end buffer into the transposed frequency dividing signals on the S frequency bands, and output them to the S Subtractor group;
  • the M receiving end buffers correspond to the M receiving end signals, and the M receiving end band demodulation modules are in one-to-one correspondence with the M receiving end buffers;
  • Each of the received end buffers is configured to buffer the corresponding receiving end signal, and after buffering the received end signal of the preset length, outputting to the corresponding receiving end band decomposing module;
  • Each of the received end band decomposition modules is configured to decompose each of the predetermined length of the received end signals from the corresponding receiving end buffer into the received frequency divided signals on the S frequency bands, and then respectively output a signal decorrelation decomposition module into the S echo filter banks, the S decorrelation matrix calculation modules, and the S filter control modules;
  • the S decorrelation matrix calculation modules, the S filter control modules, the S echo filter banks, and the S subtractor groups all correspond to the S frequency bands;
  • Each decorrelation matrix calculation module is configured to calculate a decorrelation matrix according to the received M frequency-divided frequency signals, and output the decorrelation matrix to the corresponding signal decorrelation decomposition module and the filter controller;
  • Each signal decorrelation decomposition module is configured to, according to the received decorrelation matrix, decompose the received M received frequency-divided signals into M-channel decorrelated received frequency-divided signals, and output the signals to the corresponding filter controller;
  • Each echo filter bank is configured to perform echo filtering on the received M frequency-divided signals under the control of the update amount of the filter controller output in the corresponding filter control module, and output M filtered messages. Dividing the signal to the corresponding subtractor group;
  • Each of the subtractor groups is configured to receive the transmitted frequency-divided signal and the M-filtered received frequency-divided signals on the corresponding frequency band, and sequentially subtract the M filtered received frequency-divided signals from the transmitted frequency-divided signal, Obtaining the echo-divided frequency-divided signal and outputting it to the frequency band synthesis module, and feeding back to the filter controller in the corresponding filter control module;
  • the frequency band synthesis module is configured to perform frequency-time synthesis processing on the echo-removed frequency-divided signals on the S frequency bands from the S subtractor groups to obtain a system output signal.
  • the signal can be divided into S frequency bands, and each received signal can be decomposed into S frequency-divided signals, and the decorrelation matrix De can be independently calculated in each frequency band.
  • De 5 decompose the signal, as well as the amount of filter update.
  • the time domain signal enters the data buffer to form a data frame [x "- + l),...,x,.("-l),x,»] , and the data frame length is fl , ( ( /, /,
  • the received data frame is [ ⁇ ,. ( «- +1),...,x,.07-l),x,.(;";)], l ⁇ ⁇ M, M is the number of received channels.
  • the data frame enters the band decomposition module to generate a frequency division signal:
  • the frequency division can be done in a variety of ways, such as Fourier transform, subband, cosine transform, or other transform domain algorithms. Taking the Fourier transform as an example, the calculation process is
  • the frequency is divided into echo signals, as follows:
  • Echo(k) ⁇ X i (k)H i (k)
  • the transmitted crossover signal is subtracted from the echo crossover signal to obtain a de-echo signal:
  • the band synthesis module performs frequency-time synthesis to obtain the system output, as shown in the following equation, where the frequency-time synthesis still takes the Fourier transform as an example:
  • the two correlated frequency-divided signals are input into the filter controller, and the filter update amount of the first received-end signal and the first frequency band is calculated as:
  • the decorrelation decomposition can be realized by iterative operation. At most M-1 step iteration, the decorrelation decomposition of all M channels can be realized. And get the correlation matrix, the steps are as follows:
  • the initial input is a signal matrix of 1 row and M columns (. ( ), and each step of the iteration can obtain a 1-row M-column signal matrix w k) and a decomposition matrix De(,.) (k).
  • M is the number of channels received.
  • the initial input of the iteration is a signal matrix n of 1 row and M columns, ' (1) , where:
  • (k) is the received frequency-divided signal of the first-end receiver signal in the k-th frequency band
  • L w is the specified length, usuallytakes the value in 3 ⁇ 10, CW? is the conjugate operation, mod is the modulo operation, and L D caches the data length in each preset time length; Then the result of the first step is:
  • the final decorrelation matrix Oe(k) of the A-band obtained is n M _; 1 Oe,
  • M signals in ⁇ ( ) [ ⁇ ( ) X 2 (k)... X, (k) ... are M de-correlated received frequency-divided signals of the ⁇ :th frequency band.
  • the update amount of the echo filter of this band (the first band) is calculated in the filter controller:
  • FIG. 5 is a system structural diagram of a multi-receiver echo cancellation method for realizing a mixture of a time domain and a transform domain in an embodiment of the present invention. Referring to Figure 5, in the multi-receiver echo cancellation system of the hybrid domain:
  • the echo filtering unit comprises: a sending end buffer, a sending end band decomposing module, S echo filter sets, S subtractor sets and a band synthesizing module, each of the subtractor sets being connected by M subtractors in series Composition, each echo filter bank includes M echo filters;
  • the filtering control unit comprises: M receiving end buffers, a decorrelation matrix computing module, M receiving end band decomposition modules and S filtering control modules; each filtering control module comprises: a signal decorrelation decomposition module and a Filter controller; where:
  • the sending end buffer is configured to buffer the sending end signal, and after buffering the sending end signal of the preset length, outputting to the sending end band demodulation module;
  • the sending end band decomposing module is configured to decompose each of the preset lengths of the sending end signals from the sending end buffer into the transposed frequency dividing signals on the S frequency bands, and output them to the S Subtractor group;
  • the M receiving end buffers correspond to the M receiving end signals, and the M receiving end band demodulation modules are in one-to-one correspondence with the M receiving end buffers;
  • Each of the received end buffers is configured to buffer the corresponding received end signal, and after buffering the received end signal of the preset length, outputting to the corresponding receiving end band demodulation module and the decorrelation matrix calculation module;
  • Each of the received end band decomposition modules is configured to decompose each of the predetermined length of the received end signals corresponding to the self-received end buffer into the received frequency-divided signals on the S frequency bands, and output the signals separately.
  • Signal de-correlation decomposition module into S echo filters and S filter control modules;
  • the correlation matrix calculation module is configured to calculate a decorrelation matrix according to the received terminal signal of the preset M length of each received path, and output the decorrelation matrix to the signal decorrelation decomposition module and the filter control in the S filter control modules.
  • each signal decorrelation decomposition module is configured to receive the received M according to the received decorrelation matrix
  • the received frequency-divided signal is decomposed into M-channel correlated correlated frequency-divided signals and output to the corresponding filter controller;
  • Each filter controller is configured to calculate an update of the corresponding echo filter according to the received decorrelation matrix, the M-way de-correlated received frequency-divided signal, and the echo-cancelled cross-talk signal fed back from the corresponding subtractor group Quantity, and output the update amount to the corresponding echo filter bank;
  • Each echo filter bank is configured to perform echo filtering on the received M frequency-divided signals under the control of the update amount of the filter controller output in the corresponding filter control module, and output M filtered messages. Dividing the signal to the corresponding subtractor group;
  • Each of the subtractor groups is configured to receive the transmitted frequency-divided signal and the M-filtered received frequency-divided signals on the corresponding frequency band, and sequentially subtract the M filtered received frequency-divided signals from the transmitted frequency-divided signal, Obtaining the echo-divided frequency-divided signal and outputting it to the frequency band synthesis module, and feeding back to the filter controller in the corresponding filter control module;
  • the frequency band synthesis module is configured to perform frequency-time synthesis processing on the echo-removed frequency-divided signals on the S frequency bands from the S subtractor groups to obtain a system output signal. It can be seen that in the system shown in FIG. 5, the calculation of the decorrelation matrix is completed in the time domain, and the calculation method is the same as that in the de-correlation matrix in FIG. 2, after the iterative operation of the M-1 step, the final result is obtained.
  • the time domain de-correlation matrix De the specific calculation process will not be repeated here.
  • the decorrelation decomposition of the receiver signal is done on the transform domain, but using the time domain decorrelation matrix De. That is, in each frequency band, the same time domain decorrelation matrix De is used to decompose the M channel of the frequency band into the M channel de-correlated received frequency-divided signals of the frequency band, for example:
  • ⁇ ( [ ⁇ ( ) x 2 (k) ... x t ⁇ k) ... ⁇ ( ] is the received frequency-divided signal of the first-end receiver signal in the first frequency band; '( t) The M signals in the middle are the M-way de-correlated received frequency-divided signals in the final first frequency band.
  • De is the decorrelation matrix in the time domain, (the update amount of the echo filter corresponding to the frequency-divided signal of the first-party receiver on the first frequency band; and is the echo cancellation cancellation on the k-th frequency band of the feedback Word crossover signal.
  • the hybrid domain structure shown in Fig. 5 is compared with the pure transform domain structure shown in Fig. 4, and the calculation of the decorrelation matrix is completed.
  • the transform domain structure shown in Fig. 4 differs from the application of the hybrid domain structure shown in Fig. 5.
  • the transform domain structure shown in Fig. 4 is applied, typically as an electronic game scene. Since in this case, the correlation matrix of each frequency band is quite different, the decorrelation matrix and the decomposition should be calculated separately.
  • the hybrid structure shown in Figure 5 is applied, such as a stereo voice call or a 3D surround voice call. Since in this case, the correlation matrices of the respective bands are similar or identical, the total decomposition matrix can be used to perform decorrelation decomposition of the respective bands.
  • the technical solution of the present invention can effectively remove echoes caused by multiple call terminals in the signal of the terminal, and the technical solution of the present invention can support more than two multi-receivers, and is applicable to The case where the correlation of the multi-receiver signal is variable.

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Abstract

本发明公开了一种多受话端回声消除方法和系统。本发明中利用回声滤波器对M路受话端信号进行回声滤波，得到M路滤波后的受话端信号，从送话端信号中减去所述M路滤波后的受话端信号，得到消除受话端回声的系统输出信号；同时利用缓存器缓存所述M路受话端信号，根据每段预设长度内缓存的M路受话端信号计算去相关矩阵，利用去相关矩阵将缓存的所述M路受话端信号分解为M路去相关的受话端信号，根据去相关矩阵、M路去相关的受话端信号和反馈的系统输出信号计算回声滤波器的更新量。本发明的技术方案能支持两个以上的多受话端的情况，并且适用于多受话端信号的相关性可变的情况。

Description

一种多受话端回声消除方法和系统
技术领域
本发明涉及语音通讯技术领域， 特别涉及一种多受话端回声消除方法和系统。 发明背景
在语音通讯中， 受话端信号经过线路反射和声学反射， 会串入送话端信号中， 并馈送 到远端， 使远端听到回声。 回声会给通话双方造成极大的干扰， 影响通话质量， 严重时甚 至引起啸叫， 不仅完全无法通话， 还可能伤害通讯设备。
为保证通话质量和设备安全， 一般会采用自适应回声消除技术来消除语音通讯时的回 声。 自适应的寻找合适的回声滤波器， 计算出回声信号， 从而将回声信号从送话端信号中 消去， 避免回声干扰语音通讯。
常规的单通道回声消除技术适用于单个受话端的情况。 但是近年来由于通信技术的发 展， 出现了立体声语音通讯乃至更多受话端的语音通讯， 因此需要相适应的多通道回声消 除技术。 每个受话通道对应着一个回声抵消器， 计算该路受话端信号对应的回声并从送话 端信号中消去， 多个回声抵消器联合工作， 消除多个受话端引起的回声。
多受话端回声消除的难点在于， 多路受话端信号之间并不独立， 存在相关性， 寻找某 一通道受话端信号对应的回声抵消器时， 会受到其他受话端信号的干扰， 搜寻速度慢， 当 回声环境发生变化时不能及时跟踪。 因此改善多通道回声消除性能的关键在于去除原始受 话端信号之间的相关性。
以往的多路受话端信号去相关性技术多采用预失真的方法， 该方法在受话端信号中加 入一些失真信号， 以降低受话端信号之间的相关性， 降低回声抵消器的相互干扰。 这样的 方式需要在受话端增加额外的预失真硬件和线路， 也会降低受话声音质量和听感， 特别当 原始受话端信号间具有高度相似性时， 需要较多的预失真， 这会明显降低受话端信号回放 时的音质。
为了使受话回放音质不受影响， 需要对受话端信号进行无失真去相关。 但现有的无失 真去相关技术只是将两路受话器信号经过筒单的和差形成相关性较低的新的受话端信号。 这样的方法适用于环境筒单的稳定不变的立体声语音通讯， 不能适用于相关性可变的情 况， 也不能支持两个以上多受话通道相关的情况。 发明内容
本发明提供了一种多受话端回声消除方法和系统， 本发明的技术方案能够在不影响受 话端回放音质的前提下， 有效去除送话端信号中的由两个或两个以上的多受话端引起的回 声， 并且适用于多受话端信号的相关性可变的情况。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种多受话端回声消除方法， 该方法适用于包括 M 个受话端的通话设 备， M为大于或等于 2的自然数， 该方法包括：
利用回声滤波器对 M路受话端信号进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信号， 从送话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信 号；
同时利用緩存器緩存所述 M路受话端信号， 根据每段预设长度内緩存的 M路受话端 信号计算去相关矩阵， 利用去相关矩阵将緩存的所述 M路受话端信号分解为 M路去相关 的受话端信号，根据去相关矩阵、所述 M路去相关的受话端信号和反馈的系统输出信号计 算回声滤波器的更新量。 本发明还公开了一种多受话端回声消除系统， 该系统包括： 回声滤波单元和滤波控制 单元， 其特征在于，
所述回声滤波单元， 用于接收送话端信号和 M路受话端信号，在滤波控制单元输出的 更新量的控制下对 M路受话端信号进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信号， 从送 话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信号； 所述滤波控制单元， 用于緩存 M路受话端的信号， 根据每段预设长度内緩存的 M路 受话端信号计算去相关矩阵， 利用去相关矩阵将緩存的所述 M路受话端信号分解为 M路 去相关的受话端信号，根据去相关矩阵、所述 M路去相关的受话端信号和从回声滤波单元 反馈的系统输出信号计算回声滤波单元中回声滤波器的更新量， 并输出给回声滤波单元。
本发明实施例的有益效果是：本发明通过利用回声滤波器对 M路受话端信号进行回声 滤波，从送话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号， 以得到消除受话端回声的系统 输出信号， 能够有效去除送话端信号中的由两个或多于两个受话端引起的回声； 同时本发 明通过利用每段预设时间长度内緩存的 M路受话端信号计算去相关矩阵，利用去相关矩阵 来进行受话端信号的去相关分解， 而不需要像现有技术那样采用预失真的方式来降低受话 端信号之间的相关性， 因此不会影响受话端回放音质， 并且这种实时计算回声滤波器更新 量的方式能适用于多受话端信号的相关性可变的情况。 附图简要说明
图 1本发明实施例中的实现一种多受话端回声消除方法的系统结构图；
图 2是本发明实施例中的实现时域多受话端回声消除方法的系统结构图；
图 3是本发明实施例中多受话端信号进行去相关分解运算的逻辑示意图；
图 4是本发明实施例中的实现变换域多受话端回声消除方法的系统结构图； 图 5是本发明实施例中的实现时域和变换域混合的多受话端回声消除方法的系统结构 图。 实施本发明的方式
本发明的核心思想是： 利用回声滤波器对 M路受话端信号进行回声滤波， 得到 M路 滤波后的受话端信号，从送话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号，得到消除受话 端回声的系统输出信号； 并且对所述回声滤波器的更新量进行实时更新， 具体为利用緩存 器緩存的所述 M路受话端信号对所述回声滤波器的更新量进行如下计算：
根据每段预设时间长度内緩存的 M路受话端信号计算去相关矩阵，利用去相关矩阵将 緩存的 M路受话端信号分解为 M路去相关的受话端信号， 根据去相关矩阵、 所述 M路去 相关的受话端信号和反馈的系统输出信号计算回声滤波器的更新量。
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。
图 1本发明实施例中的实现一种多受话端回声消除方法的系统结构图。 如图 1所示， 该系统包括： 回声滤波单元 101和滤波控制单元 102, 其特征在于，
所述回声滤波单元 101 ,用于接收送话端信号和 M路受话端信号，在滤波控制单元 102 输出的更新量的控制下对 M路受话端信号进行回声滤波，得到 M路滤波后的受话端信号， 从送话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信 号；
所述滤波控制单元 102, 用于緩存 M路受话端的信号， 每緩存预设长度的 M路受话 端信号后， 根据緩存的 M路受话端信号计算去相关矩阵， 利用去相关矩阵将緩存的 M路 受话端信号分解为 M路去相关的受话端信号， 根据去相关矩阵、 所述 M路去相关的受话 端信号和从回声滤波单元反馈的系统输出信号计算回声滤波器的更新量， 并输出给回声滤 波单元 101。
本发明中的多受话端回声消除系统连接在送话器和受话器之间，送话器信号 和 M个 受话器信号 = [;^, ,...,¾]是系统输入， 通过实时比较受话器信号和送话器信号， 用多个 自适应滤波器模拟各个受话器信号的回声路径， 构建准确的回声路径滤波器和回声信号， 将回声信号从送话器信号中消去， 并将去掉回声的信号送到语音通讯的远端。 该系统可以 有时域处理模式， 也有频域或者其他变换域处理模式， 以及时频域混合处理模式。 下面分 别进行介绍。
图 2是本发明实施例中的实现时域多受话端回声消除方法的系统结构图。 如图 2所示 的系统可以用于多受话通道的回声抵消。 在回声抵消中， 估计回声路径时， 为了避免受话 通道信号之间的干扰， 将原始受话端信号经由去相关矩阵分解为相关性低的受话端信号， 送入回声滤波器中估计回声信号和更新回声滤波器。 去相关矩阵的系数由原始受话端信号 之间的相关性决定。 去相关矩阵是实时计算的， 受话端信号的相关性发生变化时， 去相关 矩阵也会相应调整， 保证良好的去相关分解效果， 使回声抵消器正常工作， 保证回声抵消 效果。
参见图 2 , 在该时域多受话端回声消除系统中：
回声滤波单元包括： M个回声滤波器和 M个串联的减法器；
所述滤波控制单元包括： M个预设长度的緩存器、 一个去相关矩阵计算模块和一个滤 波控制模块； 该滤波控制模块包括： 一个信号去相关分解模块和一个滤波控制器；
M个回声滤波器， 用于——对应地接收所述的 M路受话端信号， 在滤波控制单元输 出的更新量的控制下对 M路受话端信号分别进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信 号， 将 M路滤波后的受话端信号——对应地输出到 M个串联的减法器；
所述 M个串联的减法器中的第一个减法器（图 2中为减法器 M )接收送话器信号， 将送话器信号与所接收的滤波后的受话端信号相减后输出给下一级减法器； 后续的减法器 将上一级减法器输出的信号与所接收的滤波后的受话端信号相减后输出； 最后一个减法器 (图 2中为减法器 1 ) 的输出为消除受话端回声的系统输出信号；
M个预设长度的緩存器， 用于将输入数据存储形成数据帧， 这里用于分别緩存所述 M 路受话端信号，并将緩存的 M路预设长度的受话端信号输出给去相关矩阵计算模块和信号 去相关分解模块；
去相关矩阵计算模块， 用于根据所接收的 M路预设长度的受话端信号计算去相关矩 阵， 将去相关矩阵输出给信号去相关分解模块和滤波控制器；
信号去相关分解模块， 用于根据所接收的去相关矩阵，将所接收的 M路预设长度的受 话端信号分解为 M路去相关的受话端信号后输出给滤波控制器；
滤波控制器， 用于根据所接收的去相关矩阵、 M路去相关的受话端信号和从第 M个 减法器输出反馈的系统输出信号计算 M个回声滤波器的更新量，并将更新量输出给对应的 回声滤波器。
在图 2中， 回声滤波器实现回声滤波， 緩存器将输入数据储存形成数据帧， 滤波控制 单元计算出当前回声滤波器的偏差， 更新回声滤波器。 受话端信号经回声滤波器后形成回 声估计信号， 从送话端信号中减去， 得到当前系统输出。 当前系统输出和受话端信号经滤 波控制单元， 判断回声滤波器是否需要更新， 如果需要更新， 则计算出回声滤波器的更新 量， 输出到回声滤波器进行更新。
下面具体说明图 2中的各个部分的计算方法。
回声滤波器的计算式为： echo = X h -,
减法器部分的计算式为： y = d _ echo
其中， 送话器信号 d是和 M个受话器信号; c = [ , , ... , χ,. , ... , xM ]是系统输入， h是滤波 器函数， y是系统输出。
在緩存器中， 设当前时间点为 n, 则形成的数据帧为 x(n- LD+l),....x(n), LD 为緩存 器的长度。
首先以两个受话端为例（即 M = 2), 对去相关矩阵计算模块、 信号去相关分解模块和 滤波控制器中的计算进行说明， 两路受话端信号为 , x2两路信号有高度相关性：
在去相关矩阵计算模块中， 去相关矩阵的导出可以用如下方式计算， 先计算 的 相关因数 c,, , 去相关矩阵 De为：
1 -c,
De =
0 1
[n)x2 [n
相关因数的计算公式为： 2=^ 其中 Z ^为数据緩存器的长度。 信号去相关分解模块中的去相关分解结果为： x' = xDe; '与 '的相关性低于 , 的相关性， 这样在信号去相关分解模块中就实现了受 话端信号的去相关分解。
滤波 算为：
Figure imgf000005_0001
其中， △//,.(/)为与第 路受话端信号对应的回声滤波器的更新量， /表示回声滤波器的 更新量的序号， 是反馈的系统输出信号， 是 M路去相关的受话端信号中的第 路信号的第 n个采样数据。 上述的去相关分解方式可以扩展到 M路 (M>2)的受话端信号情况，在 M路受话端信号 情况下， 去相关分解可以分 M-1步进行， 每一步降低某一个通道与其他通道的相关性， 最 多经过 M-1步运算， 就可以实现所有通道的去相关分解， 也可以得到 De。
设迭代初始的输入是一个 LD行 M列的信号矩阵为 x(。) ' (代表 M个通道， LD采样点的 信号)。 第一步迭代的输出为信号矩阵 和矩阵 Dei , 以此类推， 第 步的输入为 输出为信号 xw '和矩阵 De,.,最后第 M-1步迭代后，得到输出信号矩阵 和矩阵 DeM— 1 则 i 就是去相关分解信号， 而综合 Dei,....， DeM— i可以得到分解矩阵 De。
图 3是本发明实施例中多受话端信号进行去相关分解运算的逻辑示意图。 参考图 3, 进行 M- 1步的迭代运算的过程如下：
迭代的初始输入是由所述緩存的 M路受话端信号构成的一个 „行 M列的信号矩阵 1)
(o) l(0) Λ2(0 … Xi(0) X M(0) Xi(0) = Xi xi ( ΰ
χ,.是在所述预设时间长度内緩存的第 路受话端的信号， 长度为 1≤ ≤ Μ； 第 1 步， 降低第 1 通道与其他通道的相关性， 计算第一通道 χ1(。 与其他通道
¾(0) ',…… '之间的相关因数 Α^... Μ；
则第一步迭代中计算去相关矩阵 ,
1 -Cl,2
De, =
0
其中， 相关因数的计算为： C| ,1< j<M;
Figure imgf000006_0001
则第 1步迭代的运算结果为:
X, X
(1) l) ··· Λί(Π M(l)
以此类推， 第 i步, 计算 ¾) '和
Figure imgf000006_0002
',...¾(,. 之间的相关因数
则第 步迭代中计算去相关矩阵 De,. ,
∑½-i) '(«)½«-i) '('
其中， 相关因数为： Ci . -,M-1> >1,M> j>i;
∑L¾" (")」
第 步迭代的运算结果为: x(i) ~ x(i-i) De,.
x
XU) = I K X2(i) … Xi(i)
经过 M-l步的迭代运算后， 得到的最终的去相关矩阵 De = n; 1-1De,.;
利用该去相关矩阵 De将緩存的 M路受话端信号分解为 M路去相关的信号的计算为： X ' = De；
其中， χ=[ x2... Xi ... xM] , x'中的 M列信号即为最终的 M路去相关的受话端 信号。
这里' 其实有 X' = x{M_{) ' = x(M_2) 'De^。
根据去相关矩阵、 M路去相关的信号和反馈的系统输出信号计算回声滤波器的更新量 具体为：
HM
Figure imgf000007_0001
Ahi (l) = OeAhi ' (l)
其中， △//,. (/)为与第 路受话端信号对应的回声滤波器的更新量， /表示回声滤波器的 更新量的序号， 是反馈的系统输出信号， 是 M路去相关的受话端信号中的第 路信号的第 n个采样数据。 图 4是本发明实施例中的实现变换域多受话端回声消除方法的系统结构图。参见图 4, 在该变换域多受话端回声消除系统中：
回声滤波单元包括： 一个送话端緩存器、 一个送话端频带分解模块、 S个回声滤波器 组、 S个减法器组和一个频带综合模块， 每个减法器组由串联的 M个减法器组成， 每个回 声滤波器组包含 M个回声滤波器；
滤波控制单元包括： M个受话端緩存器、 M个受话端频带分解模块、 S个去相关矩阵 计算模块和 S个滤波控制模块； 每个滤波控制模块包括： 一个信号去相关分解模块和一个 滤波控制器； 其中：
送话端緩存器， 用于緩存送话端信号， 每緩存预设长度的送话端信号后， 输出给送话 端频带分解模块；
送话端频带分解模块， 用于将来自送话端緩存器的每段预设长度的送话端信号在变换 域上分解为 S个频带上的送话分频信号后， 分别输出到 S个减法器组；
M个受话端緩存器与 M个受话端信号——对应， M个受话端频带分解模块与 M个受 话端緩存器一一对应；
每个受话端緩存器， 用于緩存对应的受话端信号， 每緩存预设长度的受话端信号后， 输出给对应的受话端频带分解模块；
每个受话端频带分解模块， 用于将来自对应受话端緩存器的每段预设长度的受话端信 号在变换域上分解为 S个频带上的受话分频信号后， 分别输出到 S个回声滤波器组、 S个 去相关矩阵计算模块以及 S个滤波控制模块中的信号去相关分解模块；
S个去相关矩阵计算模块、 S个滤波控制模块、 S个回声滤波器组和 S个减法器组都与 S个频带——对应；
每个去相关矩阵计算模块， 用于根据所接收的 M个受话分频信号计算去相关矩阵，将 去相关矩阵输出给对应的信号去相关分解模块和滤波控制器；
每个信号去相关分解模块， 用于根据所接收的去相关矩阵，将所接收的 M个受话分频 信号分解为 M路去相关的受话分频信号后输出给对应的滤波控制器；
每个滤波控制器， 用于根据所接收的去相关矩阵、去 M路相关的受话分频信号和从对 应的减法器组反馈的消除回声的送话分频信号计算对应回声滤波器的更新量， 并将更新量 输出给该对应的回声滤波器组；
每个回声滤波器组， 用于在对应滤波控制模块中的滤波控制器输出的更新量的控制 下， 对所接收的 M个受话分频信号进行回声滤波， 输出 M个滤波后的受话分频信号到对 应的减法器组；
每个减法器组， 用于接收对应频带上的送话分频信号和 M个滤波后的受话分频信号， 从送话分频信号依次减去 M个滤波后的受话分频信号，得到消除回声的送话分频信号后输 出给频带综合模块， 同时反馈给对应滤波控制模块中的滤波控制器； 频带综合模块， 用于对来自 S个减法器组的 S个频带上的消除回声的送话分频信号进 行频时综合处理得到系统输出信号。
由上述可见。 在变换域（如频率域）设信号可以分为 S个频带， 则每路受话端信号可 以分解为 S个分频信号，在每个频带内都可以独立计算去相关矩阵 De .^De5和分解信号， 以及滤波器更新量。
下面具体说明图 4中的各个部分的计算方法。
时域信号进入数据緩存器， 形成数据帧 [x "- + l)，...，x,.("-l)，x,»] , 数据帧长度 为 fl， ( ( /、 /、
s / 、 / ) )
则送话数据帧为 + l)，...，t ("-l)，t (")];
受话数据帧为 [χ,. («- +1)，...，x,.07-l)，x,.(;";)]，l≤ ≤M , M为受话通道数目。数据帧 进入频带分解模块， 生成分频信号：
对 于 第 i 路受话端信 号数据 帧 得到 长为 LD 的 受话分频信 号 Xi(0),Xi(Ws),....,Xi(2n-Ws),\<i< M;
以及送话分频信号为 )(0), )(^ ),.... , )(2;τ-^) , 其中 ^ = 。
LD
分频可以采用多种方式， 如傅立叶变换， 子带， 余弦变换， 或者其他变换域算法。 以 傅立叶变换为例， 计算过程为
xi (n-LD + 1) exp (-jWstk), 0<k<LD d{n-LD +t) exp (- jWstk),0 <k≤LD
在回声滤波器中：
受话分频 成回声信号， 如下式：
Figure imgf000008_0001
Echo(k) = ^Xi(k)Hi(k)
送话分频信号与回声分频信号相减， 得到去回声信号：
Y(k) = D(k)-Echo(k)
频带综合模块进行频时综合得到系统输出， 如下式， 其中频时综合仍以傅立叶变换 为例：
Figure imgf000008_0002
在每个去相关矩阵计算模块中独立计算本频带的去相关矩阵， 当有两个受话端时（即
M = 2), 以第 A个频带为例， 其去相关矩阵 De( )为： De( 1
0 1
其中 c12 (^是 ^(1)和 2(l)的相关因数， 计算方式为: Z iX^modik + l,^))
、
^ X2 { od(k + l,LD))conj(^Xl (mod(k + 其中， 为指定长度， 一般取 3 ~ 10 中的数值， cw?是取共轭运算， mod是取模运 则 在信 号 去 相 关 分解模块 中 计 算 ： T(t) = r(t)De(t) ； 其 中 ， Χ(^ = [Χ^), X2{k)] , 中的 2个信号即为第 个频带的去相关的 2个受话分频信 号。
去相关的 2个受话分频信号进入滤波控制器，计算得到第 个受话端信号和第 个频带 的滤波器更新量为：
Figure imgf000009_0001
X k Y(k
其中， , = l,2
1
— y ,.*(mod(^ + /,L
2L 在 M (M>2)路受话端信号情况下， 对于每一个频带， 去相关分解都可以用迭代运算 实现， 最多经过 M-1步迭代， 就可以实现所有 M个通道的去相关分解并得到去相关矩阵， 步骤如下：
对于第 A个频带， 迭代初始输入为 1行 M列的信号矩阵 (。 ( ) , 每一步迭代可以得 到一个 1行 M列信号矩阵 w k)和分解矩阵 De(,.) (k)。 M为受话通道数。
则对于第 个频带， l≤k≤S, 进行 M-1步的迭代运算的过程如下：
迭代的初始输入是一个 1行 M列的信号矩阵 n、 ' (1) , 其中：
X, (0) = X L,l(0) V'V X "2(0) ...X, (0) X
(0) ' (A) = (A) , = 1, 2,
,. (k)是第 路受话端信号在第 k个频带上的受话分频信号；
第
第 1
Figure imgf000009_0002
1(0) ' (mod (^： + /, Lt
其中， -,1< j<M
∑ ^κο) '(mod( + l,LD))conj Xm *(mod(^: + l,LD
Lw 是指定长度， „取3~ 10中的数值， CW?是取共轭运算， mod是取模运算， LD 每段预设时间长度内緩存数据长度； 则第 1步迭 结果为：
Figure imgf000010_0001
VV V ...X,, X
以此类推，第 i步迭代中计算 ',·(,·) (k)和 , X ( {k)之间的相关因数和去相 关子矩阵：
第 步迭代中计算去相关矩阵 De,
Figure imgf000010_0002
其巾
\<i<M -\,Μ> j>i
Figure imgf000010_0003
第 i步迭代的运算结果为： 'm (k) = ' _n (^)De,
Figure imgf000010_0004
(!·) 'V- X v 」
经过 M-l 步的迭代运算后， 得到的第 A个频带的最终的去相关矩阵 Oe(k) = nM_;1Oe,
在信号去相关分解模块中计算 '^) = ^ 0 ；
其中， ^( ) = [ ^( ) X2(k)... X, (k) … 中的 M个信号即为第^: 个频带的 M个去相关的受话分频信号。
其实， 可以看出
Figure imgf000010_0005
在滤波控制器中计算本频带 （第 频带） 的回声滤波器的更新量:
X (k)Y(k)
计算 AH,.' 、 = 1,2,...M
1
^ ,.*(mod(^ + /,L
2L + 1 其中， AH,. ( )为第 个频带上的第 路受话端分频信号对应的回声滤波器的更新量, Y(k)是反馈的第 k个频带上的消除回声的送话分频信号。 图 5是本发明实施例中的实现时域和变换域混合的多受话端回声消除方法的系统结构 图。 参见图 5, 在该混合域的多受话端回声消除系统中：
回声滤波单元包括： 一个送话端緩存器、 一个送话端频带分解模块、 S个回声滤波器 组、 S个减法器组和一个频带综合模块， 每个减法器组由串联的 M个减法器组成， 每个回 声滤波器组包含 M个回声滤波器；
滤波控制单元包括： M个受话端緩存器、 一个去相关矩阵计算模块、 M个受话端频带 分解模块和 S个滤波控制模块； 每个滤波控制模块包括： 一个信号去相关分解模块和一个 滤波控制器； 其中：
送话端緩存器， 用于緩存送话端信号， 每緩存预设长度的送话端信号后， 输出给送话 端频带分解模块；
送话端频带分解模块， 用于将来自送话端緩存器的每段预设长度的送话端信号在变换 域上分解为 S个频带上的送话分频信号后， 分别输出到 S个减法器组；
M个受话端緩存器与 M个受话端信号——对应， M个受话端频带分解模块与 M个受 话端緩存器一一对应；
每个受话端緩存器， 用于緩存对应的受话端信号， 每緩存预设长度的受话端信号后， 输出给对应的受话端频带分解模块和去相关矩阵计算模块；
每个受话端频带分解模块， 用于将来对应自受话端緩存器的每段预设长度的受话端信 号在变换域上分解为 S个频带上的受话分频信号后，分别输出到 S个回声滤波器以及 S个 滤波控制模块中的信号去相关分解模块；
去相关矩阵计算模块，用于根据每次所接收的 M路预设长度的受话端信号计算去相关 矩阵， 将去相关矩阵输出给 S个滤波控制模块中的信号去相关分解模块和滤波控制器；
S个滤波控制模块、 S个回声滤波器组和 S个减法器组都与 S个频带——对应； 每个信号去相关分解模块， 用于根据所接收的去相关矩阵，将所接收的 M个受话分频 信号分解为 M路去相关的受话分频信号后输出给对应的滤波控制器；
每个滤波控制器， 用于根据所接收的去相关矩阵、 M路去相关的受话分频信号和从对 应的减法器组反馈的消除回声的送话分频信号计算对应回声滤波器的更新量， 并将更新量 输出给该对应的回声滤波器组；
每个回声滤波器组， 用于在对应滤波控制模块中的滤波控制器输出的更新量的控制 下， 对所接收的 M个受话分频信号进行回声滤波， 输出 M个滤波后的受话分频信号到对 应的减法器组；
每个减法器组， 用于接收对应频带上的送话分频信号和 M个滤波后的受话分频信号， 从送话分频信号依次减去 M个滤波后的受话分频信号，得到消除回声的送话分频信号后输 出给频带综合模块， 同时反馈给对应滤波控制模块中的滤波控制器；
频带综合模块， 用于对来自 S个减法器组的 S个频带上的消除回声的送话分频信号进 行频时综合处理得到系统输出信号。 可见， 在图 5所示的系统中， 去相关矩阵的计算是在时域上完成的， 具体同图 2中去 相关矩阵的计算方式相同， 经过 M-1步的迭代运算后，得到的最终的时域去相关矩阵 De , 具体计算过程这里不再复述。
而受话端信号的去相关分解是在变换域上完成的， 但是使用的是时域去相关矩阵 De。 即在每个频带上， 都利用相同的时域去相关矩阵 De将本频带的 M路受话分频分解为本频 带的 M路去相关的受话分频信号， 例如：
对于第 个频带， l≤ t≤S , 计算矩阵 '( = ^)De ;
其中， ^( =[ ^ ( ) x2 (k) ... xt {k) … Μ ( ] , 是第 路受话端信号在 第 个频带上的受话分频信号； '( t)中的 M个信号即为最终的第 个频带上的 M路去相 关的受话分频信号。
则回声滤波器的更新量计算为：
X k ) Y (k\
计算 AH,. ' i = \X..M
1
^ ,. *(mod(^ + /,L
2L + 1 其中， De为时域上的去相关矩阵， ( 为第 个频带上的第 路受话端分频信号对 应的回声滤波器的更新量， ； 是反馈的第 k个频带上的消除回声的送话分频信号。
图 5所示的混合域结构与图 4所示的纯变换域结构相比， 筒化了去相关矩阵的计算。 但是图 4所示的变换域结构与图 5所示的混合域结构的适用情况有所区别。 对于各受 话通道信号频率-功率曲线差异较大的情况， 适用图 4所示的变换域结构， 典型如电子游戏 场景。 因为在这种情况下， 各个频带的相关矩阵有较大差异， 宜单独计算去相关矩阵和分 解。 对于各受话通道频率-功率曲线差异较小的情况， 适用图 5所示的混合结构， 典型如立 体声通话或 3D环绕声通话。 因为在这种情况下， 各个频带的相关矩阵相近或相同， 可以 用总分解矩阵进行各个频带的去相关分解。
综上所述， 本发明的技术方案能够有效去除送话端信号中的由多个受话端引起的回 声， 并且本发明的技术方案能支持两个以上的多受话端的情况， 并且适用于多受话端信号 的相关性可变的情况。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、 改进等， 均包含在本发明的保护范围内。

Claims

权利要求书
1、 一种多受话端回声消除方法， 该方法适用于包括 M个受话端的通话设备， M为大 于或等于 2的自然数， 其特征在于， 该方法包括：
利用回声滤波器对 M路受话端信号进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信号， 从送话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信 号；
同时利用緩存器緩存所述 M路受话端信号， 根据每段预设长度内緩存的 M路受话端 信号计算去相关矩阵， 利用去相关矩阵将緩存的所述 M路受话端信号分解为 M路去相关 的受话端信号，根据去相关矩阵、所述 M路去相关的受话端信号和反馈的系统输出信号计 算回声滤波器的更新量。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述根据每段预设长度内緩存的 M路 受话端信号计算去相关矩阵包括：
进行 M-1步的迭代运算， 迭代的初始输入是由所述緩存的 M路受话端信号构成的一 个 f M列的信号矩阵 x 、'， 其中：
1)
x, (2)
X, Xi(0) X
(0) X2(0) · · · M(0) Xi(0) = Xi x,.是緩存的第 路受话端的信号， 长度为 LD , ^是预设时间长度内緩存的数据长度, 1≤ ≤ M；
第 1步迭代中计算去相关矩阵 De
1
1
De
0
其中， 相关因数为： 则第 1步迭代的运算
Figure imgf000013_0001
X, (1) Χ2(ί) · · · Xi(l) X
M(l) 第 步迭代中计算去相关矩阵 De,. ,
Figure imgf000013_0002
其中， 相关因数为： ς .
Figure imgf000014_0001
第 i步迭代的运算结果为： ¾ ' = x{i_Y) De,
Χ(ί) =
Figure imgf000014_0002
X2(i) · · · Xi(i) · · · XM(i) ]
经过 M-l步的迭代运算后， 得到的最终的去相关矩阵 De = n; 1-1De,.。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述利用去相关矩阵将緩存的 M路受 话端信号分解为 M路去相关的受话端信号， 根据去相关矩阵、 M路去相关的受话端信号 和反馈的系统输出信号计算回声滤波器的更新量包括：
计算 x ' = xDe , 其中， Χ= [ χ2... ,. ... χΜ ] , χ '中的 Μ列信号即为最终的 Μ路 去相关的受话端信号；
Figure imgf000014_0003
Ahi (l) = OeAhi ' (l)
其中， △//,. (/)为与第 路受话端信号对应的回声滤波器的更新量， /表示回声滤波器的 更新量的序号， J 是反馈的系统输出信号， 是 M路去相关的受话端信号中的第 路信号的第 n个采样数据。
4、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述利用回声滤波器对 M路受话端信 号进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信号， 从送话端信号中减去所述 M路滤波后 的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信号包括：
利用緩存器緩存送话端信号和 M路受话端的信号，将緩存的每路受话端信号在变换域 上分解为 S个频带上的受话分频信号， 以及将緩存的送话端信号在变换域上分解为 S个频 带上的送话分频信号， 其中 S为大于或等于 2的自然数；
在所述 S个频带中的每个频带上，利用回声滤波器对该频带上的 M个受话分频信号进 行回声滤波，得到该频带上的 M个滤波后的受话分频信号； 从该频带上的送话分频信号减 去该频带上的 M个滤波后的受话分频信号， 得到该频带上的消除回声的送话分频信号； 对 S个频带上的消除回声的送话分频信号进行频时综合处理得到消除受话端回声的系 统输出信号。
5、 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 所述根据每段预设长度内緩存的 M路 受话端信号计算去相关矩阵，以及所述利用去相关矩阵将緩存的所述 M路受话端信号分解 为 M路去相关的受话端信号， 根据去相关矩阵、 M路去相关的受话端信号和反馈的系统 输出信号计算回声滤波器的更新量包括：
将緩存的每路受话端信号在变换域上分解为 S个频带上的受话分频信号后， 在所述 S 个频带中的每个频带上，根据本频带的 M路受话分频信号计算本频带的去相关矩阵， 利用 本频带的去相关矩阵将本频带的 M路受话分频分解为本频带的 M路去相关的受话分频信 号，根据去相关矩阵、本频带的 M路去相关的受话分频信号和反馈的本频带的消除回声的 送话分频信号计算本频带的回声滤波器的更新量。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述在所述 S个频带中的每个频带上， 根据本频带的 M路受话分频信号计算本频带的去相关矩阵， 具体为：
对于第 k个频带， l≤k≤S , 进行 M-1步的迭代运算， 迭代的初始输入是一个 1行 M 列的信号矩阵 ίη、'( ）， 其中
Figure imgf000015_0001
X, V'V X V'V · ..·.·X,!-(。） X
(0) = = 1, 2,
X,. (k)是第 路受话端信号在第 k个频带上的受话分频信号;
第 1
其中
Figure imgf000015_0002
其中， „ 是指定长度， „取3~ 10中的数值， CW?是取共轭运算， mod是取模运算,
LD是预设时间长度内緩存数据长度；
则第 1步迭代的
Figure imgf000015_0003
第 步迭代中计算去相关矩阵 De,
Figure imgf000015_0004
其中， 相关因数为:
Figure imgf000015_0005
第 步迭代的运算结果为： 'm = r IDe
(0
X L,( V'V L X, !( V'V X( V'V .. ,. 'V- X 、 」
经过 M-l 步的迭代运算后， 得到的第 个频带的最终的去相关矩阵
Figure imgf000015_0006
7、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 所述利用本频带的去相关矩阵将本频 带的 M路受话分频分解为本频带的 M路去相关的受话分频信号， 根据去相关矩阵、 本频 带的 M路去相关的受话分频信号和反馈的本频带的消除回声的送话分频信号计算本频带 的回声滤波器的更新量， 具体为： 计算；^'( ) =；^( )06( ) , 其中， χ(^ = χ^) X2(k)... X, X, ' ( ）中的 M个信号即为第 个频带的 M路去相关的受话分频信号；
X k Y(k
计算 AH,.' l=L、 = 1,2,...M
1
∑ ,.*(mod(^ + /,L
2L + 1
AHi(k) = Oe(k)AHi'(k);
其中， AH,. ( )为第 个频带上的第 路受话端分频信号对应的回声滤波器的更新量， Y{k)是反馈的第 k个频带上的消除回声的送话分频信号。
8、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述利用回声滤波器对 M路受话端信 号进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信号， 从送话端信号中减去所述 M路滤波后 的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信号包括：
利用緩存器緩存送话端信号和 M路受话端的信号，将緩存的每路受话端信号在变换域 上分解为 S个频带上的受话分频信号， 以及将緩存的送话端信号在变换域上分解为 S个频 带上的送话分频信号， 其中 S为大于或等于 2的自然数；
在所述 S个频带中的每个频带上，利用回声滤波器对该频带上的 M个受话分频信号进 行回声滤波，得到该频带上的 M个滤波后的受话分频信号； 从该频带上的送话分频信号减 去该频带上的 M个滤波后的受话分频信号， 得到该频带上的消除回声的送话分频信号； 对 S个频带上的消除回声的送话分频信号进行频时综合处理得到消除受话端回声的系 统输出信号。
9、 根据权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 所述利用去相关矩阵将緩存的 M路受 话端信号分解为 M路去相关的受话端信号， 根据去相关矩阵、 所述 M路去相关的受话端 信号和反馈的系统输出信号计算回声滤波器的更新量包括：
将緩存的每路受话端信号在变换域上分解为 S个频带上的受话分频信号后， 在所述 S 个频带中的每个频带上， 利用去相关矩阵将本频带的 M路受话分频分解为本频带的 M路 去相关的受话分频信号，根据去相关矩阵、本频带的 M路去相关的受话分频信号和反馈的 本频带的消除回声的送话分频信号计算本频带的回声滤波器的更新量。
10、根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 所述在所述 S个频带中的每个频带上， 利用去相关矩阵将本频带的 M路受话分频分解为本频带的 M路去相关的受话分频信号， 根据去相关矩阵、所述 M路去相关的受话端信号和反馈的系统输出信号计算回声滤波器的 更新量， 具体为：
对于第 个频带， l≤k≤S, 计算矩阵 '( = ^)De;
其中， ^( = [^( ) X2{k)... Xt{k) … Μ( ], Τ,·( )是第 路受话端信号在 第 个频带上的受话分频信号； '(t)中的 Μ个信号即为最终的第 个频带上的 Μ路去相 关的受话分频信号；
X k\Y(k\
计算 AH -, = 1,2,...Μ
1
∑ ,.*(mod(^ + /,L
2L + 1 其中， AH,.(t)为第 个频带上的第 路受话端分频信号对应的回声滤波器的更 新量， ； 是反馈的第 个频带上的消除回声的送话分频信号。
11、 一种多受话端回声消除系统， 其特征在于， 该系统包括： 回声滤波单元和滤波控 制单元， 其特征在于，
所述回声滤波单元， 用于接收送话端信号和 M路受话端信号，在滤波控制单元输出的 更新量的控制下对 M路受话端信号进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话端信号， 从送 话端信号中减去所述 M路滤波后的受话端信号， 得到消除受话端回声的系统输出信号； 所述滤波控制单元， 用于緩存 M路受话端的信号， 根据每段预设长度内緩存的 M路 受话端信号计算去相关矩阵， 利用去相关矩阵将緩存的所述 M路受话端信号分解为 M路 去相关的受话端信号，根据去相关矩阵、所述 M路去相关的受话端信号和从回声滤波单元 反馈的系统输出信号计算回声滤波单元中回声滤波器的更新量， 并输出给回声滤波单元。
12、 根据权利要求 11所述的系统， 其特征在于，
所述回声滤波单元包括： 一个回声滤波器组和一个减法器组， 所述回声滤波器组由 M 个回声滤波器组成， 所述减法器组由 M个串联的减法器组成；
所述滤波控制单元包括： M个预设长度的緩存器、 一个去相关矩阵计算模块、 一个信 号去相关分解模块、 一个滤波控制器；
所述 M个回声滤波器， 用于——对应地接收所述的 M路受话端信号， 在滤波控制单 元输出的更新量的控制下对 M路受话端信号分别进行回声滤波， 得到 M路滤波后的受话 端信号， 将 M路滤波后的受话端信号——对应地输出到 M个串联的减法器；
所述 M个串联的减法器中的第一个减法器接收送话器信号，将送话器信号与所接收的 滤波后的受话端信号相减后输出给下一级减法器； 后续的减法器将上一级减法器输出的信 号与所接收的滤波后的受话端信号相减后输出； 最后一个减法器的输出为消除受话端回声 的系统输出信号；
M个预设长度的緩存器， 用于分别緩存所述 M路受话端信号， 并将緩存的 M路预设 长度的受话端信号输出给去相关矩阵计算模块和信号去相关分解模块；
去相关矩阵计算模块， 用于根据所接收的 M路预设长度的受话端信号计算去相关矩 阵， 将去相关矩阵输出给信号去相关分解模块和滤波控制器；
信号去相关分解模块， 用于根据所接收的去相关矩阵，将所接收的 M路预设长度的受 话端信号分解为 M路去相关的受话端信号后输出给滤波控制器；
滤波控制器， 用于根据所接收的去相关矩阵、 M路去相关的受话端信号和从第 M个 减法器反馈的系统输出信号计算 M个回声滤波器的更新量，并将更新量输出给对应的回声 滤波器。
13、根据权利要求 11所述的系统， 其特征在于， 所述回声滤波单元包括： 一个送话端 緩存器、 一个送话端频带分解模块、 S个回声滤波器组、 S个减法器组和一个频带综合模 块， 每个减法器组由串联的 M个减法器组成， 每个回声滤波器组包含 M个回声滤波器； 送话端緩存器， 用于緩存送话端信号， 每緩存预设长度的送话端信号后， 输出给送话 端频带分解模块；
送话端频带分解模块， 用于将来自送话端緩存器的每段预设长度的送话端信号在变换 域上分解为 S个频带上的送话分频信号后， 分别输出到 S个减法器组；
S个回声滤波器组和 S个减法器组都与 S个频带——对应；
每个回声滤波器组， 用于在对应滤波控制模块中的滤波控制器输出的更新量的控制 下， 对所接收的 M个受话分频信号进行回声滤波， 输出 M个滤波后的受话分频信号到对 应的减法器组；
每个减法器组， 用于接收对应频带上的送话分频信号和 M个滤波后的受话分频信号， 从送话分频信号依次减去 M个滤波后的受话分频信号，得到消除回声的送话分频信号后输 出给频带综合模块， 同时反馈给滤波控制单元中的滤波控制器； 频带综合模块， 用于对来自 S个减法器组的 S个频带上的消除回声的送话分频信号进 行频时综合处理得到系统输出信号。
14、 根据权利要求 13所述的系统， 其特征在于， 所述滤波控制单元包括： M个受话 端緩存器、 M个受话端频带分解模块、 S个去相关矩阵计算模块和 S个滤波控制模块； 每 个滤波控制模块包括： 一个信号去相关分解模块和一个滤波控制器； 其中：
M个受话端緩存器与 M个受话端信号——对应， M个受话端频带分解模块与 M个受 话端緩存器一一对应；
每个受话端緩存器， 用于緩存对应的受话端信号， 每緩存预设长度的受话端信号后， 输出给对应的受话端频带分解模块；
每个受话端频带分解模块， 用于将来自对应受话端緩存器的每段预设长度的受话端信 号在变换域上分解为 S个频带上的受话分频信号后， 分别输出到回声滤波单元、 S个去相 关矩阵计算模块以及 s个滤波控制模块中的信号去相关分解模块；
S个去相关矩阵计算模块和 S个滤波控制模块都与 S个频带一一对应；
每个去相关矩阵计算模块， 用于根据所接收的 M个受话分频信号计算去相关矩阵，将 去相关矩阵输出给对应的信号去相关分解模块和滤波控制器；
每个信号去相关分解模块， 用于根据所接收的去相关矩阵，将所接收的 M个受话分频 信号分解为 M路去相关的受话分频信号后输出给对应的滤波控制器；
每个滤波控制器， 用于根据所接收的去相关矩阵、 M路去相关的受话分频信号和从对 应的减法器组反馈的消除回声的送话分频信号计算回声滤波单元中的回声滤波器的更新 量， 并将更新量输出给回声滤波单元。
15、 根据权利要求 13所述的系统， 其特征在于， 所述滤波控制单元包括： M个受话 端緩存器、 一个去相关矩阵计算模块、 M个受话端频带分解模块和 S个滤波控制模块； 每 个滤波控制模块包括： 一个信号去相关分解模块和一个滤波控制器； 其中：
M个受话端緩存器与 M个受话端信号——对应， M个受话端频带分解模块与 M个受 话端緩存器一一对应；
每个受话端緩存器， 用于緩存对应的受话端信号， 每緩存预设长度的受话端信号后， 输出给对应的受话端频带分解模块和去相关矩阵计算模块；
每个受话端频带分解模块， 用于将来对应自受话端緩存器的每段预设长度的受话端信 号在变换域上分解为 S个频带上的受话分频信号后， 分别输出到回声滤波单元以及 S个滤 波控制模块中的信号去相关分解模块；
去相关矩阵计算模块，用于根据每次所接收的 M路预设长度的受话端信号计算去相关 矩阵， 将去相关矩阵输出给 S个滤波控制模块中的信号去相关分解模块和滤波控制器；
S个滤波控制模块与 S个频带一一对应；
每个信号去相关分解模块， 用于根据所接收的去相关矩阵，将所接收的 M个受话分频 信号分解为 M路去相关的受话分频信号后输出给对应的滤波控制器；
每个滤波控制器， 用于根据所接收的去相关矩阵、 M路去相关的受话分频信号和从对 应的减法器组反馈的消除回声的送话分频信号计算回声滤波单元中的回声滤波器的更新 量， 并将更新量输出给回声滤波单元。
16、 根据权利要求 12或 15所述的系统， 其特征在于， 所述去相关矩阵计算模块， 用 于根据所接收的 M路预设长度的受话端信号采用如下方式计算去相关矩阵：
进行 M-1步的迭代运算， 迭代的初始输入是由所述緩存的 M路受话端信号构成的一 个 D行M列的信号矩阵 xm、'， 其中： 1)
x,(2)
X, (0) X2(0) ··· Xi(0) X M(0)」 , ¾0) = Xi x,.是緩存的第 路受话端的信号， 长度为 LD , ^是预设时间长度内緩存的数据长度, 1≤ ≤ M；
第 1步迭代中计算去相关矩阵 Dei ,
1 ~C1,2 ~C1,A
1
De
0
其中， 相关因数为： c1
'
则第 1步迭代的运算结
Figure imgf000019_0001
X, X
(1) Χ2(ί) ··· Xi(l) M(l) 第 步迭代中计算去相关矩阵 De,. ,
Figure imgf000019_0002
Σ¾'·— 1) '(
其中， 相关因数为： c : -,M-1> >1,M> j>i
ΣΙ ¾-!)'('
第 步迭代的运算结果为: X, (0 X, De
( _|_1'·) 2( ·" Xi(i) ·" x - M(i)
经过 M-l步的迭代运算后， 得到的最终的去相关矩阵 De = n; 1-1De,.。
17、 根据权利要求 14 所述的系统， 其特征在于， 所述去相关矩阵计算模块， 用于根 据所接收的 M个受话分频信号采用如下方式计算去相关矩阵：
对于第 k个频带， l≤k≤S, 进行 M-1步的迭代运算， 迭代的初始输入是一个 1行 M 列的信号矩阵 ίη、' ) , 其中：
Figure imgf000019_0003
X 1,(0) V'V 2(0) V ...X (0) X M(0)
(0) XAk)A = \ ...M
Xt (k)是第 路受话端信号在第 k个频带上的受话分频信号； 第 1步迭代中计算去相关矩阵 De
其中
Figure imgf000020_0001
其中， „ 是指定长度， „取3~ 10中的数值， CW?是取共轭运算， mod是取模运算,
Ln是预设时间长度内緩存数据长度;
则第 1步
Figure imgf000020_0002
第 步迭代中计算去相关矩阵 De,
Figure imgf000020_0003
其中， 相关因数为:
Figure imgf000020_0004
第 步迭代的运算结果为： X'、（k) = X IDe
(0
X L,( V'V L X, !( V'V X ^2( V'V · .·.·",!.-(!·)、 … X 、 」
经过 M-l 步的迭代运算后， 得到的第 A个频带的最终的去相关矩阵 Oe(k) = nM_;lOe
18、 根据权利要求 12所述的系统， 其特征在于，
所述信号去相关分解模块，用于通过计算 X ' = xDe将所接收的 M路预设长度的受话端 信号分解为 M路去相关的受话端信号；
其中， De为该信号去相关分解模块所接收的去相关矩阵， χ=[;^ ,. ... ¾]为 所接收的 Μ路预设长度的受话端信号， χ'中的 Μ列信号即为最终的 Μ路去相关的受话端 信号；
所述滤波控制器， 用于根据如下公式计算 Μ个回声滤波器的更新量： x^n-l + \)y(n
i = \,2,..M
厂∑V2(" 其中， △//,.(/)为与第 路受话端信号对应的回声滤波器的更新量， /表示回声滤波器的 更新量的序号， J 是反馈的系统输出信号， 是 M路去相关的受话端信号中的第 路信号的第 n个采样数据。
19、 根据要求 15所述的系统， 其特征在于，
所述信号去相关分解模块， 用于通过计算 T(l) = r (；^De将所接收的本频带上的 M 个受话分频信号分解为 M路去相关的受话分频信号；
其 中 ， De 为 该信 号 去相 关 分解模块 所接 收 的 去 相 关 矩 阵 ， χ(^=[χ^) x2{k)... xt(k) ... 为所接收的本频带上的 M个受话分频信号， 中的 M个信号即为本频带上的 M路去相关的受话分频信号；
所述滤波控制器， 用于根据如下公式计算 M个回声滤波器的更新量：
Figure imgf000021_0001
AH人 k) = OeAHi'(i")；
其中， AH,. (!)为第 个频带上的第 路受话端分频信号对应的回声滤波器的更新量， Y{k)是反馈的第 k个频带上的消除回声的送话分频信号。
20、 根据权利要求 17所述的系统， 其特征在于，
所述信号去相关分解模块， 用于通过计算 Γ(^) = Τ (；t)De (； 将所接收的本频带上的 M个受话分频信号分解为 M路去相关的受话分频信号；
其中， ^( = [^( ) X2(k)... Xt{k) ... Μ( ]为所接收的本频带上的 M个受 话分频信号， ' (!)中的 M个信号即为第 个频带的 M路去相关的受话分频信号；
所述滤波控制器， 用于根据如下公式计算 M个回声滤波器的更新量：
AH, = l,2,...M
Figure imgf000021_0002
AHi(k) = Oe( / , 、 ，
其中， AH,. ( )为第 个频带上的第 路受话端分频信号对应的回声滤波器的更新量, Y(k)是反馈的第 k个频带上的消除回声的送话分频信号。
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