ПОДАВЛЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ЭХА НА ОСНОВЕ ШУМОВОЙ СРЕДЫ Российский патент 2012 года по МПК H04M9/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к дуплексной связи и, более конкретно, к подавлению эха.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Во время сеанса дуплексной связи, например, между двумя телефонами, акустическое эхо возникает, когда выходные аудиосигналы, формируемые первым громкоговорителем устройства, обнаруживаются микрофоном устройства. Если его проигнорировать, акустическое эхо будет передаваться обратно во второе устройство, которое было исходным источником аудиосигнала, что является нежелательным.

Эхокомпенсаторы, которые используют линейные и нелинейные методы обработки, часто используются для снижения (ослабления) акустического эха. Такие эхокомпенсаторы типично включают в себя детектор одновременного разговора (DBTK). Детектор DBTK типично формирует флаг DBTK для обозначения того, существует ли аудиосигнал по пути сигнала нисходящей линии связи устройства связи, по пути сигнала восходящей линии связи устройства связи или по каждому из путей сигнала нисходящей и восходящей линии связи. Когда флаг DBTK обозначает, что аудиосигнал присутствует по пути сигнала нисходящей линии связи или по каждому из путей сигнала нисходящей и восходящей линиям связи, эхокомпенсатор в целом реализует какую-либо форму эхоподавления.

К сожалению, в дополнение к эху, другой шум может присутствовать в сигналах связи, например фоновый шум, когда устройство связи используется в насыщенной шумом среде. Подобный шум может нарушать функционирование эхокомпенсатора. Действительно, шум часто вызывает некорректное обнаружение DBTK, который может приводить к некорректному подавлению эха, а также вносить другие ошибки обработки сигналов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к эхокомпенсатору. Эхокомпенсатор может включать в себя классификатор среды шума, который обнаруживает уровень шума, присутствующего по пути сигнала восходящей линии связи, и формирует классификатор шума на основе уровня шума. Эхокомпенсатор также может включать в себя детектор одновременного разговора, который обнаруживает, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала восходящей линии связи, обнаруживает, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи по пути сигнала нисходящей линии связи, и формирует флаг одновременного разговора на основе, по меньшей мере, классификатора шума, того, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала восходящей линии связи и присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи по пути сигнала нисходящей линии связи. Эхокомпенсатор может также включать в себя нелинейную обработку, которая обрабатывает флаг одновременного разговора, классификатор шума и сигнал восходящей линии связи для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления эха в устройстве дуплексной связи. Способ может включать в себя обнаружение уровня шума, присутствующего по пути сигнала восходящей линии связи, формирование классификатора шума на основе обнаруженного уровня шума, обнаружение, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала восходящей линии связи, и обнаружение, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи по пути сигнала нисходящей линии связи. Способ дополнительно может включать в себя формирование флага одновременного разговора на основе, по меньшей мере, классификатора шума, того, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала восходящей линии связи, и присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи по пути сигнала нисходящей линии связи. В дополнение, флаг одновременного разговора, классификатор шума и сигнал восходящей линии связи могут обрабатываться для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу подавления эха в устройстве дуплексной связи, который может включать в себя обнаружение уровня шума, присутствующего по пути сигнала восходящей линии связи, формирование классификатора шума, посредством классификации уровня шума, присутствующего по пути сигнала восходящей линии связи в, по меньшей мере, одну классификацию шума, выбранную из множества заданных классификаций шума, обнаружение, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала восходящей линии связи и обнаружение, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи по пути сигнала нисходящей линии связи. В дополнение, флаг одновременного разговора может формироваться на основе, по меньшей мере, классификатора шума, того, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала восходящей линии связи, и присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи по пути сигнала нисходящей линии связи. Флаг одновременного разговора, классификатор шума и сигнал восходящей линии связи могут обрабатываться для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения ниже подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 отображает блок-схему устройства связи, которая полезна для понимания настоящего изобретения;

фиг.2 является блок-схемой последовательности операций способа осуществления подавления эха, которая является полезной для понимания настоящего изобретения;

фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа классификации уровня шума, которая является полезной для понимания настоящего изобретения; и

фиг.4 является блок-схемой последовательности операций способа выбора флага одновременного разговора, которая является полезной для понимания настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Наряду с рассмотрением данного описания вместе с формулой изобретения, определяющей признаки изобретения, которые рассматриваются как новые, подразумевается, что изобретение будет лучше понятно из рассмотрения описания вместе с чертежами. Как требуется, в материалах настоящей заявки раскрыты подробные варианты осуществления настоящего изобретения; однако должно быть понятно, что раскрытые варианты осуществления являются только примерными относительно изобретения, которое может быть осуществлено в различных формах. Следовательно, специфичные структурные и функциональные подробности, раскрытые в материалах настоящей заявки, не должны быть интерпретированы в качестве ограничивающих, а просто в качестве основы для формулы изобретения и в качестве примерной основы для изучающих специалистов в данной области техники, чтобы по-разному использовать настоящее изобретение в практически любой уместным образом детализированной конструкции. Более того, термины и фразы, используемые в материалах настоящей заявки, не предназначены для того, чтобы быть ограничивающими, а скорее, чтобы предоставлять понятное описание изобретения.

Фиг.1 отображает блок-схему устройства 100 связи, которая полезна для понимания настоящего изобретения. Устройство 100 связи может быть устройством дуплексной связи, которое может включать в себя путь 102 сигнала нисходящей линии связи и путь 104 сигнала восходящей линии связи. Устройство 100 связи может включать в себя эхокомпенсатор 106, который принимает входной аудиосигнал 108 передающего конца лини связи (в дальнейшем "первый входной сигнал") и разделяет первый входной сигнал 108 на множество сигналов 110, 111, 112 первого поддиапазона. Эхокомпенсатор 106 затем может обрабатывать сигналы 110-112 поддиапазона для формирования сигналов 114, 115, 116 поддиапазона, которые имеют пониженный эхо-контент, но включают в себя аудиосигнал восходящей линии связи, когда он присутствует, и повторно комбинировать сигналы 114-116 поддиапазона для формирования комбинированного сигнала 118 восходящей линии связи. Комбинированный сигнал 118 восходящей линии связи может обрабатываться для дополнительного понижения эха и для снижения шума. Результирующий выходной сигнал 120 затем передается в одно или более других устройств связи. Как используется в данном документе, термин "аудиосигнал восходящей линии связи" обозначает аудиосигнал, отличающийся от эха либо шума, который присутствует в сигнале восходящей линии связи по пути 104 сигнала восходящей линии связи. Аналогично, как используется в данном документе, термин "аудиосигнал нисходящей линии связи" обозначает аудиосигнал, отличающийся от эха либо шума, который присутствует в сигнале нисходящей линии связи по пути 102 сигнала нисходящей линии связи.

Обработка, реализованная в сигналах 110-112 поддиапазона и в комбинированном сигнале 118 восходящей линии связи, может динамически оптимизироваться для уровня шума, обнаруживаемого по пути 104 сигнала восходящей линии связи, таким образом оптимизируя подавление эха на основе среды, в которой используется устройство 100 связи. Например, когда устройство 100 связи функционирует в спокойной среде, эхо может быть полностью различимым от аудиосигнала восходящей линии связи, и относительно высокая величина подавления эха может быть реализована. Напротив, когда устройство 100 связи функционирует в относительно шумной среде, эхо может не быть также различимым от аудиосигнала восходящей линии связи, и, таким образом, меньшая величина подавления эха может быть реализована.

В целях ясности три сигнала 110-112 поддиапазона отображаются в эхокомпенсаторе 106, но изобретение не ограничено в этом отношении. Действительно, эхокомпенсатор 106 может разделять первый входной сигнал 108 на любое число сигналов поддиапазона. Например, эхокомпенсатор 106 может разделять первый входной сигнал 108 на меньше чем три сигнала поддиапазона или более чем три сигнала поддиапазона.

Различное расположение устройства 100 связи далее описано подробно. Ссылаясь на путь 102 сигнала нисходящей линии связи один или более компонентов обработки сигналов могут предоставляться для обработки сигнала 122 нисходящей линии связи для формирования сигнала 124 нисходящей линии связи. Например, путь 102 сигнала нисходящей линии связи может включать в себя речевой декодер 126 и предпроцессор 128. Подобные компоненты и их функционирование известны специалистам в данной области техники. Дополнительные компоненты (не показано) также могут быть включены в состав пути 102 сигнала нисходящей линии связи для обработки сигнала 122 нисходящей линии связи, и изобретение не ограничено в этом отношении.

Дополнительно, эхокомпенсатор 106 может включать в себя процессор 132 сигнала нисходящей линии связи по пути 102 сигнала нисходящей линии связи. Процессор 132 сигнала нисходящей линии связи может корректировать усиление и/или выравнивать сигнал 124 нисходящей линии связи для формирования скорректированного сигнала 134 нисходящей линии связи (в дальнейшем "второй входной сигнал"). Подобное управление усилением/выравнивание может основываться на флаге 136 одновременного разговора (DBTK), принятого от детектора 138 DBTK, а также уровне шума, присутствующего на пути 104 сигнала восходящей линии связи, как это будет описано более подробно.

Путь 102 сигнала нисходящей линии связи также может включать в себя цифро-аналоговый преобразователь 140 (D/A) и выходной аудиопреобразователь 142 (например, громкоговоритель). Преобразователь 140 D/A может преобразовывать второй входной сигнал 134 в аналоговый выходной аудиосигнал 144, который может передаваться в выходной аудиопреобразователь 142 для формирования выходного акустического сигнала 146. Выходной акустический сигнал 146 может обеспечиваться пользователю устройства 100 связи.

Путь 104 сигнала восходящей линии связи может включать в себя входной аудиопреобразователь 148 (например, микрофон), аналогово-цифровой (A/D) преобразователь 150 и эхокомпенсатор 106. Входной аудиопреобразователь 148 может принимать входной акустический сигнал 152 от пользователя и формировать соответствующий аналоговый входной аудиосигнал 154. Преобразователь 150 A/D может преобразовывать аналоговый входной аудиосигнал 154 в первый входной сигнал 108, который может быть цифровым сигналом. Кроме того, речевой кодер 156 и другие компоненты, которые известны специалистам в данной области техники, например приемопередатчик и/или другие соответствующие компоненты обработки сигналов (не показаны), могут предоставляться для обработки выходного сигнала 158, формируемого эхокомпенсатором 106, для формирования выходного сигнала 120.

В дополнение к ранее отмеченному детектору 138 DBTK и процессору 132 сигналов нисходящей линии связи эхокомпенсатор 106 может включать в себя первый многополосный фильтр 160, который разделяет первый входной сигнал 108 на множество сигналов 110-112 поддиапазона и второй многополосный фильтр 162, который разделяет второй входной сигнал 134 на множество сигналов 164, 165, 166 поддиапазона. Первый и второй многополосные фильтры 160, 162 могут быть, например, многофазными анализаторами дискретного преобразования Фурье (DFT), хотя изобретение не ограничено в этом отношении и любые другие соответствующие многополосные фильтры могут использоваться.

Эхокомпенсатор 106 может также включать в себя множество адаптивных фильтров 168, 169, 170 и множество сумматоров 172, 173, 174. Множество адаптивных фильтров 168-170 и сумматоров 172-174 могут соответствовать множеству сигналов 110-112 поддиапазона, обрабатываемых эхокомпенсатором 106. В этом отношении адаптивный фильтр 168 и сумматор 172 могут обрабатывать сигнал 110 поддиапазона и/или сигнал 164 поддиапазона по первому поддиапазону. Аналогично адаптивный фильтр 169 и сумматор 173 могут обрабатывать сигнал 111 поддиапазона и/или сигнал 165 поддиапазона по второму поддиапазону. Дополнительно адаптивный фильтр 170 и сумматор 174 могут обрабатывать сигнал 112 поддиапазона и/или сигнал 166 поддиапазона по третьему поддиапазону и так далее.

Сумматоры 172-174, каждый, могут формировать соответствующий сигнал 114-116 поддиапазона. Сигнал 114 поддиапазона может быть разницей сигнала 110 поддиапазона и сигнала 164 поддиапазона, сигнал 115 поддиапазона может быть разницей сигнала 111 поддиапазона и сигнала 165 поддиапазона и сигнал 116 поддиапазона может быть разницей сигнала 112 поддиапазона и сигнала 166 поддиапазона. В одной компоновке отфильтрованные версии 176, 177, 178 сигналов 164, 165, 166 поддиапазона, соответственно, могут обрабатываться сумматорами 172-174 для формирования сигнала 114-116 поддиапазона. Фильтрация сигналов 164-166 поддиапазона будет описана более подробно далее.

Каждый из сигналов 114-116 поддиапазона может передаваться в многополосный объединитель 180, который может комбинировать сигналы 114-116 поддиапазона для формирования комбинированного сигнала 118 восходящей линии связи. Аналогично, каждый из отфильтрованных сигналов 176-178 поддиапазона может передаваться в многополосный объединитель 182 для формирования комбинированного отфильтрованного сигнала 184. В одной компоновке первый и второй многополосные объединители 180, 182 могут быть многофазными синтезаторами DFT, хотя другие типы многополосных объединителей также могут использоваться, и изобретение не ограничено в этом отношении.

Комбинированный сигнал 118 восходящей линии связи и комбинированный отфильтрованный сигнал 184 могут передаваться в детектор 138 DBTK. В дополнение комбинированный сигнал 118 восходящей линии связи также может передаваться в шумоподавитель 186. Шумоподавитель 186 может содержать, например, фильтр шума. Шумоподавитель 186 может подавлять сигналы шума, содержащиеся в комбинированном сигнале 118 восходящей линии связи для формирования сигнала 187 восходящей линии связи, и передавать сигнал 187 восходящей линии связи в нелинейный процессор 188.

Шумоподавитель 186 также может формировать флаг 189 активности аудиосигнала, обозначающий, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи по пути сигнала 104 восходящей линии связи и передавать флаг 189 активности аудиосигнала в калькулятор 190 энергии шума. Когда флаг 189 активности аудиосигнала обозначает, что не существует аудиосигнала восходящей линии связи по пути 104 сигнала восходящей линии связи, калькулятор 190 энергии шума может определять величину энергии шума, содержащуюся в пути 104 сигнала восходящей линии связи (например, в первом входном сигнале 108 и/или в комбинированном сигнале 118 восходящей линии связи). Калькулятор 190 энергии шума затем может передавать индикатор 192 энергии шума, который представляет собой величину энергии шума для классификатора 193 среды шумов. Когда флаг 189 активности аудиосигнала обозначает, что существует аудиосигнал восходящей линии связи по пути 104 сигнала восходящей линии связи, калькулятор 190 энергии шума может прекратить определять величину энергии шума по пути 104 сигнала восходящей линии связи. В подобный момент индикатор 192 энергии шума может быть заморожен в значении, сформированном до того, как аудиосигнал восходящей линии связи был обнаружен по пути 104 сигнала восходящей линии связи.

Классификатор 193 среды шума может формировать классификацию 194 шума на основе индикатора 192. Например, если индикатор 192 шума обозначает энергию шума ниже первой пороговой величины, классификатор 193 среды шума может классифицировать шум как низкий. Если индикатор 192 шума указывает, что энергия шума равна или больше, чем первая пороговая величина, но ниже второй пороговой величины, классификатор 193 среды шума может классифицировать шум как средний. Если индикатор 192 шума указывает, что энергия шума равна или больше, чем третья пороговая величина, классификатор 193 среды шума может классифицировать шум как высокий. Однако следует заметить, что настоящее изобретение не ограничено тремя уровнями шума, рассмотренными в этом примере, и классификатор 193 среды шума также может классифицировать уровни энергии шума на меньше чем три уровня шума или больше чем три уровня шума. Классификатор 193 среды шума может передавать классификацию 194 шума в детектор 138 DBTK, в нелинейный процессор 188 и в генератор 198 комфортного шума.

В дополнение к классификации 194 шума детектор 138 DBTK также может принимать комбинированный сигнал 118 восходящей линии связи и комбинированный отфильтрованный сигнал 184, как было отмечено. На основе комбинированного сигнала 118 восходящей линии связи и отфильтрованного сигнала 184 детектор 138 DBTK может обнаруживать, присутствуют ли аудиосигналы (отличающиеся от шума и эха) по пути 102 сигнала нисходящей линии связи, по пути 104 сигнала восходящей линии связи или и по пути сигнала нисходящей, и по пути сигнала восходящей линии связи. Флаг 136 DBTK, формируемый детектором 138 DBTK, может указывать подобное обнаружение, а также классификацию 194 шума. Обработка классификации 194 шума, комбинированного сигнала 118 восходящей линии связи и комбинированного отфильтрованного сигнала 184 для формирования флага 136 DBTK описаны более подробно со ссылкой на фиг.4.

Также, ссылаясь на фиг.1, детектор 138 DBTK может формировать флаг 136 DBTK, соответствуя подобным определениям. Например, флаг 136 DBTK может быть установлен в первое значение, если детектор 138 DBTK обнаруживает аудиосигнал, присутствующий в комбинированном сигнале 118 восходящей линии связи (например, устройство 100 связи функционирует в режиме восходящей линии связи), во второе значение, если детектор 138 DBTK обнаруживает аудиосигнал, присутствующий в комбинированном отфильтрованном сигнале 184 (например, устройство 100 связи функционирует в режиме нисходящей линии связи), и третье значение, если детектор 138 DBTK обнаруживает аудиосигнал, присутствующий и в комбинированном сигнале 118 восходящей линии связи, и в комбинированном отфильтрованном сигнале 184 (например, устройство 100 связи одновременно функционирует в режиме восходящей линии связи и режиме нисходящей линии связи).

Детектор DBTK может передавать флаг 136 DBTK в процессор 132 сигнала нисходящей линии связи, как отмечено. Если флаг 136 DBTK указывает, что аудиосигнал нисходящей линии связи присутствует по пути 102 сигнала нисходящей линии связи, усиление либо расширение спектра могут использоваться для улучшения понятности аудиосигнала нисходящей линии связи, содержащегося в сигнале 124 нисходящей линии связи и/или увеличения уровня сигнала 124 нисходящей линии связи. В одной компоновке классификация 194 шума также может передаваться в процессор 132 сигналов нисходящей линии связи и расширение спектра и/или усиление, которое используется в сигнале 124 нисходящей линии связи, может быть основано на классификации 194 шума. Например, если классификация 194 шума указывает высокий уровень шума, большая величина расширения спектра и/или усиление могут использоваться в сигнале 124 нисходящей линии связи в сравнении с ситуацией, в которой классификация шума указывает небольшой шум или его отсутствие. Классификация шума 194 может передаваться в процессор 132 сигналов нисходящей линии связи от детектора 138 DBTK или от классификатора 193 среды шума.

Детектор DBTK также может передавать флаг 136 DBTK в адаптивные фильтры 168-170, каждый из которых может быть связан с возможностью обмениваться данными с соответствующим сумматором 172-174 для создания системы управления с замкнутым контуром, в которой соответствующие сигналы 114-116 поддиапазона предоставляют обратную связь для адаптивных фильтров 168-170. Эта обратная связь может обрабатываться адаптивными фильтрами 168-170 вместе с флагом 136 DBTK для фильтрации соответствующих сигналов 164-166 поддиапазона. Сигналы 164-166 поддиапазона могут фильтроваться для формирования отфильтрованных сигналов 176-178 поддиапазона, которые соответствующим образом выровнены по времени с сигналами 110-112 поддиапазона, когда существует эхо в пути восходящей линии связи, таким образом, улучшая производительность детектора 138 DBTK. Например, адаптивные фильтры 168-170 могут добавлять задержку к сигналам 164-166 поддиапазона. Адаптивные фильтры 168-170 также могут корректировать амплитуду сигналов 176-178 поддиапазона для полного совпадения амплитуды сигналов 110-112 поддиапазона, таким образом, минимизируя амплитуду соответствующих сигналов 114-116 поддиапазона. В этом отношении отфильтрованные сигналы 176-178 поддиапазона могут обрабатываться сумматорами 172-174 для формирования обновленных сигналов 114-116 поддиапазона. Какая-либо другая из множества методик фильтрования может использоваться для сигналов 164-166 поддиапазона, и изобретение не ограничено в этом отношении.

В одной компоновке адаптивные фильтры 168-170, каждый, могут включать в себя алгоритм метода нормализованных наименьших квадратов (NLMS), который обновляет коэффициенты фильтров для фильтрования сигналов 164-166 поддиапазона. Коэффициенты фильтров могут обновляться на основе флага 136 DBTK и соответствующих сигналов 110-112, 164-166 и 114-116 поддиапазона. В одной компоновке коэффициенты, обновляемые алгоритмами NLMS, также могут основываться на классификации 194 шума. Классификация шума 194 может передаваться в адаптивные фильтры 168-170 от детектора 138 DBTK или от классификатора 193 среды шума.

В качестве примера, если классификация 194 шума обозначает низкий уровень шума, и флаг 136 DBTK обозначает, что аудиосигнал содержится по пути 102 сигнала нисходящей линии связи и не по пути 104 сигнала восходящей линии связи, коэффициенты фильтров могут обновляться, используя алгоритм NLMS с первым размером шага. Если же флаг 136 DBTK обозначает, что аудиосигнал содержится и по пути 102 сигнала нисходящей линии связи, и по пути 104 сигнала восходящей линии связи, коэффициенты фильтров могут обновляться с помощью алгоритма NLMS, используя второй размер шага. Если флаг 136 DBTK обозначает, что аудиосигнал содержится по пути 104 сигнала восходящей линии связи, и не по пути 102 сигнала нисходящей линии связи, коэффициенты фильтров могут обновляться с помощью алгоритма NLMS, используя третий размер шага. Адаптивный коэффициент может обновляться аналогичным образом, если классификация 194 шума указывает средний уровень шума или высокий уровень шума. Размеры шагов для среднего уровня шума могут отличаться от размеров шагов для низкого уровня шума, и размеры шагов для высокого уровня шума могут отличаться от размеров шагов для низкого и среднего уровней шума.

Как используется в данном документе, термины «первый», «второй» и «третий» обозначают только, что размеры шагов являются отличными друг от друга, но не то, какие размеры шагов являются наибольшими или наименьшими. Как известно для специалистов в данной области техники, размер шагов, используемый алгоритмом NLMS для формирования коэффициентов фильтров, может воздействовать на то, насколько коэффициенты фильтров изменяются в отношении ко времени (скорости изменения). Например, использование большого размера шагов может привести к большему изменению коэффициентов в отношении ко времени по сравнению с использованием меньшего размера шагов.

Детектор 138 DBTK также может передавать флаг 136 DBTK в нелинейный процессор 188. Нелинейный процессор 188 может выбирать величину затухания для использования в сигнале 187 восходящей линии связи для дополнительного снижения эха, которое может все еще присутствовать в сигнале 187 восходящей линии связи и формировать сигнал 195 восходящей линии связи. Величина затухания, которая выбирается, может быть основана на флаге 136 DBTK и классификации 194 шума.

Например, предположим, что флаг 136 DBTK обозначает, что устройство 100 связи функционирует в режиме нисходящей линии связи (например, аудиосигнал нисходящей линии связи присутствует в пути 102 сигнала нисходящей линии связи), но не существует никакого аудиосигнала восходящей линии связи в пути 104 сигнала восходящей линии связи. Если классификация 194 шума указывает, что низкий уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать первый уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи. Если классификация 194 шума указывает, что средний уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать второй уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи. Если, тем не менее, классификация 194 шума указывает, что высокий уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать третий уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи.

Теперь предположим, что флаг 136 DBTK обозначает, что устройство 100 связи функционирует как в режиме нисходящей линии связи, так и в режиме восходящей линии связи (например, аудиосигнал нисходящей линии связи присутствует в пути 102 сигнала нисходящей линии связи и существует аудиосигнал восходящей линии связи в пути 104 сигнала восходящей линии связи). Если классификация 194 шума указывает, что низкий уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать четвертый уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи. Если классификация 194 шума указывает, что средний уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать пятый уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи. Если классификация 194 шума указывает, что высокий уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать шестой уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи.

В другом примере предположим, что флаг 136 DBTK обозначает, что устройство 100 связи функционирует в режиме восходящей линии связи (например, аудиосигнал нисходящей линии связи не присутствует в пути 102 сигнала нисходящей линии связи, но существует аудиосигнал восходящей линии связи в пути 104 сигнала восходящей линии связи). Если классификация 194 шума указывает, что низкий уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать седьмой уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи. Если классификация 194 шума указывает, что средний уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать восьмой уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи. Если, тем не менее, классификация 194 шума указывает, что высокий уровень шума присутствует в первом сигнале 108 восходящей линии связи, нелинейный процессор 188 может использовать девятый уровень затухания для сигнала 187 восходящей линии связи.

В этих примерах термины «первый», «второй», «третий», «четвертый», «пятый», «шестой», «седьмой», «восьмой» и «девятый» не нужно понимать как обозначающие конкретный порядок, в котором возрастает или снижается затухание, на основе флага 136 DBTK и классификации 194 шума. Скорее, подобные термины представлены только для обозначения, что для каждой конкретной пары флага 136 DBTK и значения классификации 194 шума может быть выбран конкретный уровень затухания. Более того, отметим, что может назначаться любое число уровней классификации шума, и изобретение не ограничено в этом отношении. Таблица 1 отображает пример уровней затухания, которые могут назначаться на основе предыдущего примера.

Таблица 1 Используемое затухание Низкий шум Средний шум Высокий шум Режим только нисходящей линии связи 25 Дб 15 Дб 12 Дб Режим нисходящей и восходящей линии связи 6 Дб 3 Дб 0 Дб Режим только восходящей линии связи 0 Дб 3 Дб 6 Дб

Нелинейный процессор 188 может передавать сигнал 195 восходящей линии связи в эквалайзер 196, который может выравнивать сигнал 195 восходящей линии связи, например, для выделения аудиочастот, характерных для аудиосигнала восходящей линии связи (например, аудиочастоты, характерные в разговорной речи), наряду с минимизацией эффекта посторонних сигналов (например, фоновые звуки, шум и т.д.). Эквалайзер 196 может передавать выровненный сигнал 197 восходящей линии связи в генератор 108 комфортного шума.

Генератор комфортного шума также может принимать классификацию 194 шума от классификатора 193 среды шума, как отмечено, и сигнал 199 от шумоподавителя 186. Сигнал 199 может включать в себя флаг 189 активности аудиосигнала, а также шум, обнаруженный в комбинированном сигнале 118 восходящей линии связи. Когда флаг 189 активности аудиосигнала указывает, что существует аудиосигнал восходящей линии связи по пути 104 сигнала восходящей линии связи, генератор 198 комфортного шума может передавать сигнал 197 восходящей линии связи в речевой кодер 156 как выходной сигнал 158. Когда флаг 189 активности аудиосигнала указывает, что не существует аудиосигнал восходящей линии связи, присутствующий в пути 104 сигнала восходящей линии связи, генератор 198 комфортного шума может передавать шум, содержащийся в сигнале 199, в речевой кодер 156 как выходной сигнал 158, таким образом, обеспечивая комфортный шум для указания, что сеанс связи является все еще активным. Генератор 198 комфортного шума может усиливать или уменьшать шум на основе классификации 194 шума для предоставления желаемого уровня комфортного шума.

Фиг.2 является блок-схемой последовательности операций способа 200 для реализации подавления эха. На этапе 202 первый входной сигнал может быть принят, и из этого сигнала может формироваться первое множество сигналов поддиапазона. На этапе 204 второй входной сигнал может быть принят, и из этого сигнала может формироваться первое множество сигналов поддиапазона. На этапе 206 каждый из вторых сигналов поддиапазона может фильтроваться для формирования отфильтрованных сигналов поддиапазона. Коэффициенты фильтрации могут выбираться на основе соответствующего флага DBTK.

Переходя к этапу 208, для каждого из первых сигналов поддиапазона может формироваться сигнал поддиапазона с пониженным эхом. Каждый сигнал поддиапазона с пониженным эхом может быть разницей соответствующего первого сигнала поддиапазона и соответствующего отфильтрованного сигнала поддиапазона. На этапе 210 соответствующие сигналы поддиапазона с пониженным эхом могут комбинироваться для формирования комбинированного сигнала восходящей линии связи. Дополнительно, соответствующие отфильтрованные сигналы поддиапазона могут комбинироваться для формирования комбинированного отфильтрованного сигнала поддиапазона.

На этапе 212 комбинированный сигнал восходящей линии связи и комбинированный отфильтрованный сигнал поддиапазона могут передаваться в детектор DBTK. На этапе 214 классификатор шума также может передаваться в детектор DBTK, нелинейный процессор и генератор комфортного шума. Как отмечено, классификатор шума может классифицировать величину шума, присутствующего по пути сигнала восходящей линии связи.

Продолжая, на этапе 216 может формироваться флаг DBTK. Флаг DBTK может быть основан на комбинированном сигнале восходящей линии связи, комбинированном фильтруемом сигнале поддиапазона и классификаторе шума. Формирование флага DBTK рассматривается более подробно в отношении фиг.4. Переходя к этапу 218 на фиг.2, комбинированный сигнал восходящей линии связи может обрабатываться на основе флага DBTK и классификатора шума для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо и шум. Ссылаясь на этап 220, в случае, когда отсутствует аудиосигнал восходящей линии связи, комфортный шум может формироваться на основе классификатора шума.

Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа 300 классификации уровня шума, которая является полезной для понимания настоящего изобретения. На этапе 302 в устройстве связи может быть обнаружена активность аудиосигнала. Например, может быть выполнено определение, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи в устройстве связи. Переходя к блоку 304 принятия решений, хотя аудиосигнал восходящей линии связи присутствует в устройстве связи, обработка может вернуться к этапу 302 и продолжать контролировать активность аудиосигнала в устройстве связи. Если, тем не менее, аудиосигнал восходящей линии связи не обнаружен в устройстве связи (например, в пути сигнала восходящей линии связи), обработка может переходить к этапу 306.

На этапе 306 может быть определен уровень шума, присутствующий в пути сигнала восходящей линии связи. Продолжая, на этапе 308 может быть сформирована классификация шума на основе уровня шума, присутствующего в пути сигнала восходящей линии связи. На этапе 310 классификация шума может быть передана в детектор DBTK. Дополнительно, классификация шума также может быть передана в другие компоненты устройства связи, например в нелинейный процессор и/или в генератор комфортного шума. Подобные компоненты могут обрабатывать классификацию шума, как описано в данном документе.

Фиг.4 является блок-схемой операций способа 400, который может быть реализован с помощью каждого детектора одновременной связи для выбора соответствующего флага DBTK. На этапе 402 параметры одновременного разговора могут обновляться на основе классификации шума, предоставляемого классификатором среды шума. Параметры одновременного разговора, которые обновляются, могут включать в себя, например, пороговую величину для обнаружения, присутствует ли аудиосигнал в пути сигнала нисходящей линии связи. Например, если классификация шума указывает низкую величину шума в пути сигнала восходящей линии связи, пороговая величина может быть установлена в относительно низкое значение. Если, однако, классификация шума указывает высокую величину шума в пути сигнала восходящей линии связи, пороговая величина может быть установлена в относительно высокое значение. Любое множество пороговых величин может быть задано (установлено) на основе состояния шума, и изобретение не ограничено в этом отношении.

Продолжая, на этапе 404 детектор одновременного разговора может определять выходную мощность комбинированного отфильтрованного сигнала и комбинированного сигнала восходящей линии связи. Переходя к блоку 406 принятия решений, если выходная мощность комбинированного отфильтрованного сигнала приблизительно равна мощности комбинированного сигнала восходящей линии связи, обработка может переходить к этапу 408, и флаг DBTK может быть установлен для обозначения режима нисходящей линии связи. В дополнение, время блокировки нисходящей линии связи может быть установлено в соответствующее значение. Время блокировки может быть величиной времени, в течение которого детектор одновременного разговора сохраняет флаг DBTK в конкретном значении до того, как разрешить изменение для флага DBTK. Ограничение частоты, при которой флаг DBTK может изменяться таким образом, может снизить риск, что флаг DBTK изменится из-за ошибочного обнаружения сигналов.

Если выходная мощность активного фильтра не является приблизительно равной мощности сигнала восходящей линии связи, на этапе 410 может быть определена величина улучшения потерь на отражение эха (ERLE). ERLE может быть отношением мощности комбинированного выходного сигнала к мощности эхо-сигнала.

Ссылаясь на блок 412 принятия решений, если значение ERLE не ниже первого порогового значения, способ может переходить к этапу 408, где флаг DBTK может быть установлен для обозначения режима нисходящей линии связи, и время блокировки нисходящей линии связи может установлено в соответствующее значение. Если значение ERLE ниже первого порогового значения, обработка может продолжаться до блока 414 принятия решений, и может быть выполнено определение, равно ли ERLE приблизительно 0 Дб. Если ERLE равно приблизительно 0 Дб, обработка может продолжаться на этапе 416. На этапе 416 флаг DBTK может быть установлен для обозначения режима восходящей линии связи, и время блокировки восходящей линии связи может быть установлено в соответствующее значение.

Если блок 414 принятия решений выдал, что ERLE не равно приблизительно 0 Дб, обработка может продолжаться до блока 418 принятия решений, и может выполняться определение, является ли ERLE ниже второго порогового значения. Если так, на этапе 420 флаг DBTK может быть установлен для обозначения режима одновременного разговора, и время блокировки одновременного разговора может быть установлено в соответствующее значение. Если ERLE не ниже второго порогового значения, обработка может продолжаться на этапе 408, и флаг DBTK и время блокировки нисходящей линии связи могут быть установлены, как это описывалось ранее. Далее, на этапе 422 коэффициенты фильтров, используемые адаптивным фильтром, и состояние фильтрации могут обновляться на основе флага DBTK.

Блок-схема последовательности операций способа и блок-схемы на чертежах иллюстрируют архитектуру, функциональные возможности и функционирование возможных вариантов осуществления систем, способов и компьютерных программных продуктов согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. В этом отношении каждый блок в блок-схеме последовательности операций способа или блок-схемах может представлять собой модуль, сегмент или часть кода, который содержит одну или более выполняемых команд для реализации заданной логической функции(й). Следует также заметить, что в некоторых альтернативных вариантах осуществления функции, отмеченные в блоках, могут выполняться в порядке, отличном от указанного на фигуре. Например, две схемы, показанные последовательным образом, в действительности могут выполняться, главным образом, одновременно, или этапы могут иногда выполняться в обратном порядке, в зависимости от включенных в состав конкретного варианта осуществления функциональных возможностей.

Настоящее изобретение может быть реализовано в аппаратном обеспечении, программном обеспечении или комбинации аппаратного и программного обеспечения. Настоящее изобретение может быть реализовано централизованным способом в одной системе обработки или распределенным образом, где различные элементы распространены по нескольким взаимосвязанным системам обработки. Пригоден любой вид системы обработки или другое устройство, адаптированное для осуществления способов, описанных в данном документе. Типичным сочетанием аппаратных средств и программного обеспечения может быть система обработки с приложением, которое при загрузке и выполнении управляет системой обработки, так, чтобы она осуществляла способы, описанные в данном документе. Настоящее изобретение также может содержаться в запоминающем устройстве для хранения программ, машиночитаемом, будучи практически реализованным в виде программы из команд, выполняемых машиной для осуществления способов и процессов, описанных в данном документе. Настоящее изобретение также может быть включено в состав прикладного продукта, который содержит все признаки, разрешая реализацию способов, описанных в данном документе, и который при загрузке в системе обработки может осуществлять эти способы.

Термины "компьютерная программа", "программное обеспечение", "приложение", их варианты и/или их сочетания в настоящем контексте обозначают любое выражение, на любом языке, коде, или обозначение набора команд, предназначенных для вызова, выполнения системой, которая имеет возможность обработки информации, и осуществления конкретной функции, либо напрямую, либо последовательно, или вместе, из следующего: a) преобразования в другой язык, код или обозначение; b) воспроизведения в другой материальной форме. Например, приложение может включать в себя, но не ограничено этим, подпрограмму, функцию, процедуру, метод объекта, реализацию объекта, исполняемое приложение, апплет, сервлет, мидлет, исходный код, объектный код, совместно используемую библиотеку/динамически загружаемую библиотеку и/или другую последовательность команд, предназначенных для выполнения в системе обработки.

Термины в единственном числе, в качестве используемых в материалах настоящей заявки, определены, как «один или более чем один». Термин "множество", в качестве используемого в материалах настоящей заявки, определен как "два или более чем два". Термин "другой", в качестве используемого в материалах настоящей заявки, определен, как «по меньшей мере, второй или дальнейший». Термины "включающий в себя" и/или "обладающий", в качестве используемых в материалах настоящей заявки, определены, как "содержащий" (то есть во включающем смысле).

Это изобретение может быть реализовано в других формах без отклонения от духа либо существенных характеристик. Соответственно, в большей мере последующая формула изобретения, чем предыдущее описание, обозначает объем изобретения.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для подавления акустического эха в дуплексной связи. Технический результат - улучшение обнаружения одновременного разговора в присутствии шума. Блок классификатора среды шума обнаруживает уровень шума, присутствующего на пути сигнала восходящей линии связи, и формирует классификатор шума на основе уровня шума, причем блок классификатора среды шума классифицирует уровень шума, присутствующего на пути сигнала восходящей линии связи в, по меньшей мере, одну классификацию, выбранную из множества заданных классификаций шума. Детектор одновременного разговора обнаруживает, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи на пути сигнала восходящей линии связи, обнаруживает, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи на пути сигнала нисходящей линии связи; и формирует флаг одновременного разговора на основе, по меньшей мере, классификатора шума, того, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи на пути сигнала восходящей линии связи, и того, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи на пути сигнала нисходящей линии связи, причем детектор одновременного разговора основывает флаг одновременного разговора на выбранной классификации шума. Нелинейный фильтр обрабатывает флаг одновременного разговора, классификатор шума и сигнал восходящей линии связи для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

1. Эхокомпенсатор, содержащий:
блок классификатора среды шума, который обнаруживает уровень шума, присутствующего на пути сигнала восходящей линии связи, и формирует классификатор шума на основе уровня шума, причем блок классификатора среды шума классифицирует уровень шума, присутствующего на пути сигнала восходящей линии связи, в, по меньшей мере, одну классификацию шума, выбранную из множества заданных классификаций шума,
при этом эхокомпенсатор отличается тем, что содержит:
детектор одновременного разговора, который:
обнаруживает, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи на пути сигнала восходящей линии связи;
обнаруживает, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи на пути сигнала нисходящей линии связи; и
формирует флаг одновременного разговора на основе, по меньшей мере, классификатора шума, того, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи на пути сигнала восходящей линии связи, и того, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи на пути сигнала нисходящей линии связи, причем детектор одновременного разговора основывает флаг одновременного разговора на выбранной классификации шума; и
нелинейный фильтр, который обрабатывает флаг одновременного разговора, классификатор шума и сигнал восходящей линии связи для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо.

2. Эхокомпенсатор по п.1, дополнительно содержащий:
первый многополосный фильтр, который принимает первый входной сигнал и формирует первое множество сигналов поддиапазона, причем каждый из первого множества сигналов поддиапазона содержит соответствующий поддиапазон первого входного сигнала;
второй многополосный фильтр, который принимает второй входной сигнал и формирует второе множество сигналов поддиапазона, причем каждый из второго множества сигналов поддиапазона содержит соответствующий поддиапазон второго входного сигнала;
множество адаптивных фильтров, причем каждый из адаптивных фильтров принимает флаг одновременного разговора и соответствующий один из вторых сигналов поддиапазона и фильтрует второй сигнал поддиапазона согласно флагу одновременного разговора для формирования отфильтрованного второго сигнала поддиапазона; и
множество сумматоров, причем каждый из сумматоров формирует соответствующий третий сигнал поддиапазона, который является разницей между соответствующим одним из первых сигналов поддиапазона и соответствующим одним из соответствующих отфильтрованных вторых сигналов поддиапазона.

3. Эхокомпенсатор по п.1, в котором нелинейный фильтр выбирает величину затухания для применения к сигналу восходящей линии связи на основе флага одновременного разговора и классификатора шума.

4. Эхокомпенсатор по п.1, дополнительно содержащий эквалайзер, который выравнивает сигнал восходящей линии связи.

5. Эхокомпенсатор по п.1, дополнительно содержащий процессор сигналов нисходящей линии связи, который обрабатывает флаг одновременного разговора и сигнал нисходящей линии связи для формирования скорректированного сигнала нисходящей линии связи.

6. Эхокомпенсатор по п.5, в котором процессор сигналов нисходящей линии связи корректирует усиление сигнала нисходящей линии связи на основе флага одновременного разговора.

7. Эхокомпенсатор по п.5, в котором процессор сигналов нисходящей линии связи выравнивает сигнал нисходящей линии связи на основе флага одновременного разговора.

8. Способ подавления эха в устройстве дуплексной связи, содержащий этапы, на которых:
обнаруживают уровень шума, присутствующего на пути сигнала восходящей линии связи;
формируют классификатор шума с помощью классификации уровня шума, присутствующего на пути сигнала восходящей линии связи, в, по меньшей мере, одну классификацию шума, выбранную из множества заданных классификаций шума,
причем способ отличается тем, что содержит этапы, на которых:
обнаруживают, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи на пути сигнала восходящей линии связи;
обнаруживают, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи на пути сигнала нисходящей линии связи;
формируют флаг одновременного разговора на основе, по меньшей мере, классификатора шума, того, присутствует ли аудиосигнал восходящей линии связи на пути сигнала восходящей линии связи, и того, присутствует ли аудиосигнал нисходящей линии связи на пути сигнала нисходящей линии связи; и
обрабатывают флаг одновременного разговора, классификатор шума и сигнал восходящей линии связи для формирования выходного сигнала, который имеет пониженное эхо.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают первый входной сигнал и формируют первое множество сигналов поддиапазона, причем каждый из первого множества сигналов поддиапазона содержит соответствующий поддиапазон первого входного сигнала;
принимают второй входной сигнал и формируют второе множество сигналов поддиапазона, причем каждый из второго множества сигналов поддиапазона содержит соответствующий поддиапазон второго входного сигнала;
для каждого из первых сигналов поддиапазона принимают флаг одновременного разговора и соответствующий один из вторых сигналов поддиапазона и фильтруют второй сигнал поддиапазона согласно флагу одновременного разговора для формирования отфильтрованного второго сигнала поддиапазона; и
для каждого из первых сигналов поддиапазона формируют третий сигнал поддиапазона, который является разницей между первым сигналом поддиапазона и соответствующим отфильтрованным вторым сигналом поддиапазона.

10. Способ по п.8, в котором обработка флага одновременного разговора, классификатора шума и сигнала восходящей линии связи для формирования выходного сигнала, имеющего пониженное эхо, содержит этап, на котором:
выбирают величину затухания для применения к сигналу восходящей линии связи на основе флага одновременного разговора и классификатора шума.

11. Способ по п.8, в котором обработка сигнала восходящей линии связи дополнительно содержит этап, на котором выравнивают сигнал восходящей линии связи.

12. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором:
обрабатывают флаг одновременного разговора и сигнал нисходящей линии связи для формирования скорректированного сигнала нисходящей линии связи.

13. Способ по п.12, в котором обработка сигнала нисходящей линии связи содержит корректировку усиления сигнала нисходящей линии связи на основе флага одновременного разговора.

14. Способ по п.12, в котором обработка сигнала нисходящей линии связи содержит выравнивание сигнала нисходящей линии связи на основе флага одновременного разговора.