一种信号处理装置，包括回音估计装置、捕获信号暂存装置与延迟估计装置。回音估计装置根据参考信号与一组反射路径模拟系数产生回音估计信号，并且根据第一延迟补偿回音估计信号，以产生已补偿的回音估计信号。捕获信号暂存装置用以暂存由麦克风装置捕获的捕获信号，并且根据第二延迟输出捕获信号，以产生已补偿的捕获信号。延迟估计装置耦合回音估计装置与捕获信号暂存装置，用以根据已补偿的回音估计信号与已补偿的捕获信号估计延迟调整量，并且根据延迟调整量更新第一延迟或第二延迟。第一延迟的上限值与下限值之差值小于等于1。延迟的上限值与下限值之差值小于等于1。延迟的上限值与下限值之差值小于等于1。
【技术实现步骤摘要】
信号处理装置、延迟估计方法与回音消除方法
[0001]本专利技术涉及一种延迟估计方法与对应的信号处理装置，尤其涉及一种应用于消除回音的延迟估计方法。
技术介绍
[0002]当一近端用户使用麦克风与喇叭等装置与一远程用户通过网络进行通话时，由于麦克风在接收近端用户声音时，同时也会接收到喇叭播放的声音，因而产生回音(echo)干扰，此回音是指由喇叭播放出来并透过环境反射被麦克风接收的声音。对于网络语音通话(Voice Over IP，缩写VOIP)或者语音识别(Voice Recognition，缩写VR)等应用而言，回音与环境的噪音都被视为干扰因素，它们会降低通话质量或是降低辨识率，而回音消除(Acoustic Echo Cancelling，缩写AEC)是一种用来解决回音干扰的技术。
[0003]回音消除技术是将喇叭要播放的声音信号(参考信号)输入模拟反射环境的滤波器后得到回音估计值，再将麦克风接收到的声音(捕获信号)减去回音估计值，以达到回音消除的结果。
[0004]然而，由于系统中用以收音(capture)的麦克风与用以播音(render)的喇叭为不同的硬件装置，两者之间通常存在频率不同步的问题。当麦克风与喇叭所使用的取样频率不同时，便会直接影响回音消除的效果。此外，麦克风与喇叭的取样频率差通常为一个时变因素，使得AEC难实时对频率变化做出应对，因而无法将回音完全消除。
[0005]有鉴于此，需要一种延迟估计方法，用以适应性地估计参考信号与捕获信号之间的时间延迟，所得的延迟用于补偿回音频号与捕获信号，使得AEC可有效消除回音。
技术实现思路
[0006]本专利技术的一目的在于解决因取样频率不同导致参考信号与捕获信号之间存在会随时间变化的时间延迟的问题。
[0007]根据本专利技术的一实施例，一种信号处理装置，包括回音估计装置、捕获信号暂存装置与延迟估计装置。回音估计装置根据参考信号与一组反射路径模拟系数产生回音估计信号，并且根据第一延迟补偿回音估计信号，以产生已补偿的回音估计信号。捕获信号暂存装置用以暂存由麦克风装置捕获的捕获信号，并且根据第二延迟输出捕获信号，以产生已补偿的捕获信号。延迟估计装置耦合回音估计装置与捕获信号暂存装置，用以根据已补偿的回音估计信号与已补偿的捕获信号估计延迟调整量，并且根据延迟调整量更新第一延迟或第二延迟。第一延迟的上限值与下限值的差值小于等于1。
[0008]根据本专利技术的另一实施例，一种延迟估计方法包括：根据第一延迟补偿回音估计信号，以产生已补偿的回音估计信号；根据第二延迟输出由麦克风装置捕获的捕获信号，以产生已补偿的捕获信号；根据已补偿的回音估计信号与已补偿的捕获信号估计延迟调整量；以及根据延迟调整量更新第一延迟或第二延迟。第一延迟小于上限值并且大于下限值，并且上限值与下限值的差值小于等于1。
[0009]根据本专利技术的另一实施例，一种回音消除方法包括：根据参考信号与一组反射路径模拟系数产生回音估计信号；根据第一延迟补偿回音估计信号，以产生已补偿的回音估计信号；根据第二延迟输出由麦克风装置捕获的捕获信号，以产生已补偿的捕获信号；从已补偿的捕获信号减去已补偿的回音估计信号，以产生输出信号；根据已补偿的回音估计信号与已补偿的捕获信号估计延迟调整量；以及根据延迟调整量更新第一延迟或第二延迟。第一延迟为小于1的一数值，并且第二延迟为一整数值。
附图说明
[0010]图1是显示根据本专利技术的一实施例所述的一信号处理装置方框图。
[0011]图2是显示根据本专利技术的一实施例所述的延迟估计方框图。
[0012]图3是显示根据本专利技术的一实施例所述的能量相对于延迟的范例曲线。
[0013]图4是显示根据本专利技术的一实施例所述的延迟估计方法流程图。
[0014]图5是显示根据本专利技术的一实施例所述的回音消除方法流程图。
具体实施方式
[0015]图1是显示根据本专利技术的一实施例所述的一信号处理装置方框图。信号处理装置100可执行延迟估计、延迟补偿以及回音消除，用以估计参考信号与捕获信号之间的时间延迟，并且分别根据估计的时间延迟补偿回音频号与捕获信号，利用已补偿的信号执行回音消除，进而有效消除回音。
[0016]信号处理装置100可至少包括回音估计装置110、捕获信号暂存装置120以及延迟估计装置130。回音估计装置110耦合至一信号提供路径，此信号提供路径还耦合至一喇叭装置200，用以将要透过喇叭播放的声音信号提供至喇叭装置200。回音估计装置110从信号提供路径接收声音信号作为参考信号x(m)，其中参考信号x(m)为一时域取样信号。在本专利技术的实施例中，回音消除是针对信号执行逐块处理(block-wise processing)，因此，参考信号x(m)其可为包括多个取样点的一向量，并且可表示如下公式(1)：
[0017]x(m)＝[x(mN+N-L),....,x(mN),x(mN+1),...,x(mN+N-1)]T
公式(1)
[0018]其中N代表信号处理装置100执行每次处理的跳跃(hop)长度(取样点数)，L代表快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，缩写为FFT)的长度，m代表第m个处理帧。
[0019]回音估计装置110根据参考信号x(m)与一组反射路径模拟系数产生一回音估计信号，并且根据第一延迟补偿回音估计信号，以产生一已补偿的回音估计信号。
[0020]回音估计装置110可包括一快速傅立叶变换装置111、一反射路径模拟装置112、一延迟补偿装置113与一快速傅立叶逆变换(inverse FFT，缩写为iFFT)装置114。
[0021]快速傅立叶变换装置111用以将参考信号x(m)从时域信号转为频域信号。快速傅立叶变换装置111可通过执行如下公式(2)的计算执行FFT：
[0022]X(m)＝F
×
x(m)
ꢀꢀ
公式(2)
[0023]其中F代表离散傅立叶变换矩阵，X(m)为频域参考信号。
[0024]反射路径模拟装置112用以根据频域参考信号X(m)与一组反射路径模拟系数产生回音估计信号。反射路径模拟装置112可通过执行如下公式(3)的计算产生回音估计信号：
[0025]Y(m)＝X(m)
·
H(m)
ꢀꢀ
公式(3)
[0026]其中“·”代表点乘运算(或称逐元素乘法，element-wise multiplication)，H(m)代表一滤波器的频域滤波器系数，此滤波器是用以模拟声音信号从喇叭反射回麦克风装置的反射路径的信道响应，Y(m)代表所得的回音估计信号，其为一频域信号。
[0027]在本专利技术的实施例中，参考信号x(m)与麦克风装置300所捕获的捕获信号d(m)之间因取样频率差所产生的延迟可被拆成两个部分，包括分数延迟(以下称第一延迟)与整数延迟(以下称第二延迟)，分别用以补偿回音估计信号与捕获信号。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种信号处理装置，包括：一回音估计装置，用以根据一参考信号与一组反射路径模拟系数产生一回音估计信号，并且根据一第一延迟补偿所述回音估计信号，以产生一已补偿的回音估计信号；一捕获信号暂存装置，用以暂存由一麦克风装置捕获的一捕获信号，并且根据一第二延迟输出所述捕获信号，以产生一已补偿的捕获信号；以及一延迟估计装置，耦合所述回音估计装置与所述捕获信号暂存装置，用以根据所述已补偿的回音估计信号与所述已补偿的捕获信号估计一延迟调整量，并且根据所述延迟调整量更新所述第一延迟或所述第二延迟，其中所述第一延迟的一上限值与一下限值的一差值小于等于1。2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述延迟估计装置更根据所述延迟调整量调整所述第一延迟以产生一第一数值，并且判断所述第一数值是否小于所述上限值且大于所述下限值，当所述第一数值不小于所述上限值时，所述延迟估计装置减少所述第一数值以更新所述第一延迟，并且增加所述第二延迟以更新所述第二延迟；以及当所述第一数值不大于所述下限值时，所述延迟估计装置增加所述第一数值以更新所述第一延迟，并且减少所述第二延迟以更新所述第二延迟。3.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述已补偿的回音估计信号为一频域信号，所述延迟估计装置根据多个延迟候选产生多个相移向量，并根据所述已补偿的回音估计信号与所述多个相移向量产生多个相移信号；所述延迟估计装置还分别计算所述多个相移信号与所述已补偿的捕获信号的一差值以产生多个错误信号，计算所述多个错误信号在一既定频带的能量，以产生多个能量信号，并且根据所述多个能量信号估计所述延迟调整量。4.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述延迟估计装置反复地从所述回音估计装置与所述捕获信号暂存装置接收所述已补偿的回音估计信号与所述已补偿的捕获信号，根据所述已补偿的回音估计信号与所述已补偿的捕获信号估计所述延迟调整量，根据所述延迟调整量更新所述第一延迟或所述第二延迟，并且在更新所述第一延迟或所述第二延迟后，提供所述第一延迟至所述回音估计装置，以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴牧谌，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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