Способы и устройства для обеспечения комфортного шума в системах связи

 

Изобретение относится к системам связи и более конкретно к подавителю эхо-сигнала в двусторонней линии связи. Технический результат заключается в обеспечении комфортного шума, который близко и последовательно соответствует действительному шуму, исходя из спектрального содержания и громкости. Для этого в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом осуществления модель фонового шума основана на наборе параметров модели шума, которые, в свою очередь, основаны на измерениях действительного фонового шума в системе подавления эхо-сигнала. Приведенные в качестве примера варианты осуществления включают в себя авторегрессионную модель, модель авторегрессионного скользящего среднего и модель частотной области. Приведенные в качестве примера модель авторегрессионного скользящего среднего первого порядка включает в себя единичный фиксированный нуль и единичный переменный полюс. Единичный нуль и единичный полюс являются достаточными для обеспечения соответственного отклонения спектра в получающемся моделированном шуме, а единичный нуль гарантирует, что модель является, безусловно, устойчивой. Раскрыто также объединение приведенных в качестве примера параметрических моделей шума с различными устройствами подавления эхо-сигнала. 5 с. и 44 з.п. ф-лы, 5 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Устройство подавления эхо-сигнала, содержащее эхоподавитель для ослабления составляющих эхо-сигнала и шума в сигнале передачи, процессор моделирования шума, имеющий конфигурацию для генерирования, по меньшей мере, одного параметра моделирования шума на основании упомянутого сигнала передачи, причем упомянутый, по меньшей мере, один параметр моделирования шума определяет параметрическую модель составляющей шума упомянутого сигнала передачи, и процессор генерирования шума, имеющий конфигурацию для генерирования комфортного шума на основе упомянутого, по меньшей мере, одного параметра моделирования шума с целью добавления к упомянутому сигналу передачи для компенсации, чтобы ослабить шум с помощью упомянутого эхоподавителя.

2. Устройство подавления эхо-сигнала по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью ослабления составляющих эхо-сигнала и шума упомянутого сигнала передачи для обеспечения выходного сигнала, причем упомянутый комфортный шум добавлен к упомянутому выходному сигналу для замены ослабленной составляющей шума.

3. Устройство подавления эхо-сигнала по п.1, отличающееся тем, что составляющая шума упомянутого сигнала передачи моделирована в виде авторегрессионного случайного процесса.

4. Устройство подавления эхо-сигнала по п.3, отличающееся тем, что упомянутый процессор моделирования шума имеет конфигурацию для генерирования, по меньшей мере, одного параметра моделирования шума посредством расчета вектора автокорреляции на основе кадра выборок упомянутого сигнала передачи.

5. Устройство подавления эхо-сигнала по п.4, отличающееся тем, что процессор моделирования шума имеет конфигурацию для рекурсивно плавных векторов автокорреляции, рассчитываемых для большого количества кадров упомянутого сигнала передачи.

6. Устройство подавления эхо-сигнала по п.4, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для нерекурсивно плавных векторов автокорреляции, рассчитанных для большого количества кадров упомянутого сигнала передачи.

7. Устройство подавления эхо-сигнала по п.4, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для расчета набора коэффициентов фильтра на основе упомянутого вектора автокорреляции, определяющих фильтр формирования спектра для упомянутого авторегрессионного процесса.

8. Устройство подавления эхо-сигнала по п.7, отличающееся тем, что выполнено с возможностью расчета коэффициентов фильтра с использованием алгоритма Левинсона-Дербина.

9. Устройство подавления эхо-сигнала по п.8, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для генерирования средненулевой псевдослучайной последовательности с изменением, пропорциональным коэффициенту нулевой задержки вектора автокорреляции, и для фильтрации упомянутой последовательности, используя упомянутый фильтр формирования спектра для генерации упомянутого комфортного шума.

10. Устройство подавления эхо-сигнала по п.3, отличающееся тем, что упомянутый процессор моделирования шума имеет конфигурацию для генерирования упомянутого комфортного шума посредством использования адаптивного алгоритма для расчета набора коэффициентов фильтра на основе выборок упомянутого сигнала передачи, причем упомянутые коэффициенты фильтра определяют фильтр формирования спектра для упомянутого авторегрессионного процесса.

11. Устройство подавления эхо-сигнала по п.10, отличающееся тем, что адаптивный алгоритм представляет собой алгоритм наименьших средних квадратов.

12. Устройство подавления эхо-сигнала по п.10, отличающееся тем, что адаптивный алгоритм представляет собой алгоритм нормализованных наименьших средних квадратов.

13. Устройство подавления эхо-сигналов по п.10, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для генерирования средненулевой псевдослучайной последовательности с изменением, пропорциональным уровню энергии сигнала необнаруженной ошибки упомянутого адаптивного алгоритма, и для фильтрации упомянутой последовательности, используя упомянутый фильтр формирования спектра для генерации упомянутого комфортного шума.

14. Устройство подавления эхо-сигнала по п.1, отличающееся тем, что составляющая шума упомянутого сигнала передачи моделирована в виде процесса авторегрессионного скользящего среднего, определенного с помощью фильтра формирования спектра.

15. Устройство подавления эхо-сигнала по п.14, отличающееся тем, что набор нулей в фильтре формирования спектра, определяющий упомянутый процесс авторегрессионного скользящего среднего, фиксирован на основе априорной информации, касающейся окружающей среды, в которой должно быть реализовано упомянутое подавление эхо-сигнала.

16. Устройство подавления эхо-сигнала по п.15, отличающееся тем, что процессор моделирования шума имеет конфигурацию для генерирования упомянутого комфортного шума посредством расчета вектора автокорреляции на основе кадра выборок упомянутого сигнала передачи.

17. Устройство подавления эхо-сигнала по п.16, отличающееся тем, что содержит промежуточный фильтр для фильтрации упомянутого кадра выборок до расчета упомянутого вектора автокорреляции, причем промежуточный фильтр включает в себя набор фиксированных полюсов, соответствующих набору фиксированных нулей фильтра формирования спектра.

18. Устройство подавления эхо-сигнала по п.16, отличающееся тем, что процессор моделирования шума имеет конфигурацию для рекурсивных средних векторов автокорреляции, рассчитанных для множества кадров упомянутого сигнала передачи.

19. Устройство подавления эхо-сигнала по п.16, отличающееся тем, что процессор моделирования шума имеет конфигурацию для нерекурсивных плавных векторов автокорреляции, рассчитанных для большого количества кадров сигнала передачи.

20. Устройство подавления эхо-сигнала по п.16, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для расчета набора полюсов для упомянутого фильтра формирования спектра на основе упомянутого вектора автокорреляции.

21. Устройство подавления эхо-сигнала по п.20, отличающееся тем, что выполнено с возможностью расчета упомянутых полюсов с использованием алгоритма Левинсона-Дербина.

22. Устройство подавления эхо-сигнала по п.20, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для генерирования средненулевой псевдослучайной последовательности, имеющей изменение, пропорциональное коэффициенту нулевой задержки вектора автокорреляции, и для фильтрации упомянутой последовательности, используя упомянутый фильтр формирования спектра для генерирования упомянутого комфортного шума.

23. Устройство подавления эхо-сигнала по п.15, отличающееся тем, что процессор моделирования шума имеет конфигурацию для генерирования упомянутого комфортного шума посредством использования адаптивного алгоритма для расчета набора полюсов для упомянутого фильтра формирования спектра на основе выборок упомянутого сигнала передачи.

24. Устройство подавления эхо-сигнала по п.23, отличающееся тем, что адаптивный алгоритм представляет собой алгоритм наименьших средних квадратов.

25. Устройство подавления эхо-сигнала по п.23, отличающееся тем, что адаптивный алгоритм представляет собой алгоритм нормализованных наименьших средних квадратов.

26. Устройство подавления эхо-сигнала по п.23, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для генерирования средненулевой псевдослучайной последовательности, имеющей изменение, пропорциональное уровню энергии сигнала необнаруженной ошибки упомянутого адаптивного алгоритма, и для фильтрации упомянутой последовательности, используя упомянутый фильтр формирования спектра для генерации упомянутого комфортного шума.

27. Устройство подавления эхо-сигнала по п.14, отличающееся тем, что содержит фильтр формирования спектра, определяющий процесс авторегрессионного скользящего среднего, представляющий собой процесс первого порядка, причем фильтр формирования спектра включает в себя единичный фиксированный нуль и единичный переменный полюс.

28. Устройство подавления эхо-сигнала по п.27, отличающееся тем, что единичный фиксированный нуль установлен на основе априорной информации, касающейся окружающей среды, в которой подлежит реализовать упомянутое устройство подавления эхо-сигнала.

29. Устройство подавления эхо-сигнала по п.27, отличающееся тем, что единичный фиксированный нуль установлен примерно на - 1.

30. Устройство подавления эхо-сигнала по п.21, отличающееся тем, что единичный фиксированный нуль установлен на - 13/16.

31. Устройство подавления эхо-сигнала по п.27, отличающееся тем, что единичный переменный полюс задан величиной а и коэффициент усиления упомянутого фильтра формирования спектра пропорционален величине 1 - а.

32. Устройство подавления эхо-сигнала по п.27, отличающееся тем, что процессор моделирования шума имеет конфигурацию для использования адаптивного алгоритма и расчета упомянутого единичного переменного полюса на основе выборок упомянутого сигнала передачи.

33. Устройство подавления эхо-сигнала по п.32, отличающееся тем, что адаптивный алгоритм представляет собой алгоритм наименьших средних квадратов.

34. Устройство подавления эхо-сигнала по п.32, отличающееся тем, что адаптивный алгоритм представляет собой алгоритм нормализованных наименьших средних квадратов.

35. Устройство подавления эхо-сигнала по п.32, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для генерирования средненулевой псевдослучайной последовательности с изменением, пропорциональным уровню энергии сигнала необнаруженной ошибки упомянутого адаптивного алгоритма, и для фильтрации упомянутой последовательности, используя упомянутый фильтр формирования спектра, для генерации упомянутого комфортного шума.

36. Устройство подавления эхо-сигнала по п.1, отличающееся тем, что модель составляющей шума упомянутого сигнала передачи основана на линейном ортогональном преобразовании выборок упомянутого сигнала передачи.

37. Устройство подавления эхо-сигнала по п.1, отличающееся тем, что упомянутая модель составляющей шума упомянутого сигнала данных является моделью частотной области.

38. Устройство подавления эхо-сигнала по п.37, отличающееся тем, что упомянутый процессор моделирования шума имеет конфигурацию для генерации упомянутого комфортного шума посредством расчета вектора спектральных амплитуд на основе кадра выборок упомянутого сигнала передачи.

39. Устройство подавления эхо-сигнала по п.38, отличающееся тем, что упомянутый вектор спектральных амплитуд получен посредством расчета преобразования Фурье упомянутого кадра выборок упомянутого сигнала передачи.

40. Устройство подавления эхо-сигнала по п.38, отличающееся тем, что упомянутый процессор моделирования шума имеет конфигурацию для рекурсивных плавных векторов спектральных амплитуд, рассчитанных для множества кадров упомянутого сигнала передачи.

41. Устройство подавления эхо-сигнала по п.38, отличающееся тем, что упомянутый процессор моделирования шума имеет конфигурацию для нерекурсивных плавных векторов спектральных амплитуд, рассчитанных для множества кадров упомянутого сигнала передачи.

42. Устройство подавления эхо-сигнала по п.38, отличающееся тем, что упомянутый процессор генерирования шума имеет конфигурацию для генерирования псевдослучайной последовательности фазовых значений, и для генерирования упомянутого комфортного шума на основе упомянутой последовательности и упомянутого вектора спектральных амплитуд.

43. Устройство подавления эхо-сигнала по п.42, отличающееся тем, что упомянутый комфортный шум получен посредством расчета обратного преобразования Фурье комплексного вектора, причем каждая комплексная выборка в упомянутом комплексном векторе включает в себя спектральную амплитуду из упомянутого вектора спектральных амплитуд и псевдослучайную фазу из упомянутой последовательности псевдослучайных фазовых значений.

44. Устройство подавления эхо-сигнала по п.1, отличающееся тем, что процессор генерирования шума имеет конфигурацию для псевдослучайного выбора единичных выборок из буферного устройства выборок упомянутого сигнала передачи и для фильтрации последовательности упомянутых псевдослучайно выбранных единичных выборок, используя фильтр формирования спектра, определяемый упомянутым, по меньшей мере, одним параметром моделирования шума, для генерации упомянутого комфортного шума.

45. Устройство подавления эхо-сигнала, содержащее эхоподавитель, имеющий конфигурацию для ослабления составляющих эхо-сигнала и шума в сигнале передачи, буферное устройство выборок для запоминания кадров выборок упомянутого сигнала передачи и процессор генерирования шума, имеющий конфигурацию для удаления составляющих шума с помощью псевдослучайного выбора единичных выборок из упомянутого буферного устройства и обеспечения последовательности выборок белого шума, имеющих уровень мощности, равный уровню мощности упомянутого кадра выборок.

46. Устройство подавления эхо-сигнала по п.45, отличающееся тем, что процессор генерирования шума выполнен с возможностью фильтрации упомянутой последовательности выборок белого шума для обеспечения комфортного шума, который добавляется к выходному сигналу упомянутого эхоподавителя.

47. Устройство подавления эхо-сигнала, содержащее эхоподавитель, имеющий конфигурацию для ослабления составляющих эхо-сигнала и шума в сигнале передачи, процессор моделирования и генерирования шума, имеющий конфигурацию для моделирования составляющей шума упомянутого сигнала передачи и обеспечения комфортного шума для упомянутого устройства подавления эхо-сигнала на основе упомянутой модели, детектор присутствия голосового сигнала, имеющий конфигурацию для обеспечения индикации, включает ли в себя упомянутый сигнал передачи голосовую составляющую, и блок оценки уровня шума, имеющий конфигурацию для расчета оценки уровня шума упомянутого сигнала передачи и обеспечения индикации, меньше ли уровень энергии упомянутого сигнала передачи, чем упомянутая оценка, причем процессор моделирования и генерирования шума имеет конфигурацию для коррекции упомянутой модели только тогда, когда упомянутый детектор присутствия голосового сигнала показывает, что составляющая голосового сигнала в сигнале передачи отсутствует, а упомянутый блок оценки уровня шума показывает, что упомянутый уровень энергии меньше упомянутой оценки.

48. Устройство подавления эхо-сигнала, содержащее эхоподавитель, имеющий конфигурацию для ослабления составляющих эхо-сигнала и шума в сигнале передачи и выполненный с возможностью устранения части упомянутого сигнала передачи, попадающего в пределы окна ослабления, и генератор комфортного шума, имеющий конфигурацию для обеспечения комфортного шума для упомянутого устройства подавления эхо-сигнала, причем выходной сигнал упомянутого генератора комфортного шума ограничен упомянутым окном ослабления для обеспечения ограниченного входного сигнала комфортного шума, который добавлен к звуковому выходному сигналу упомянутого эхоподавителя.

49. Устройство подавления эхо-сигнала, содержащее эхоподавитель, имеющий конфигурацию для ослабления составляющих эхо-сигнала и шума в сигнале передачи и выполненный с возможностью умножения части упомянутого сигнала передачи, входящей в пределы окна ослабления, посредством масштабного множителя, и генератор комфортного шума, имеющий конфигурацию для обеспечения комфортного шума для упомянутого устройства подавления эхо-сигнала, причем выходной сигнал упомянутого генератора комфортного шума ограничен упомянутым окном ослабления для обеспечения ограниченного выходного сигнала комфортного шума, при этом упомянутый ограниченный выходной сигнал комфортного шума масштабирован на основе упомянутого масштабного множителя для обеспечения ограниченного и масштабированного выходного сигнала комфортного шума, который добавлен к выходному звуковому сигналу упомянутого эхоподавителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51