[發(fā)明專利]音頻數(shù)據(jù)流同步

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680031663.3
• 申請日: 2006-06-13
• 公開（公告）號: CN101253755A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設計）人: C·尤布里科;D·T·倫奎斯特;P·M·布朗
• 申請（專利權）人: 訊寶科技公司
• 主分類號: H04M9/08
• 分類號: H04M9/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 錢慰民

背景

聲回波是例如音頻會議系統(tǒng)和/或語音識別系統(tǒng)等全雙工音頻系統(tǒng)的常見問 題。聲回波源于本地音頻環(huán)回，該環(huán)回是在諸如話筒的輸入換能器拾取來自諸如揚 聲器的音頻輸出換能器的音頻信號并將其發(fā)送回始發(fā)參與人時發(fā)生的。當該始發(fā)參 與人講話時，該參與人將聽到該參與人自己聲音的回波。取決于延遲，會在該始發(fā) 參與人已停止講話后一定時間內(nèi)繼續(xù)聽到該回波。

例如，可考慮這樣一種場景，其中在第一物理位置具有話筒和揚聲器的第一 參與人和在第二物理位置具有話筒和揚聲器的第二參與人正在進行電話或會議。當 該第一參與人在第一物理位置對話筒講話時，第二參與人聽到在第二物理位置的揚 聲器上播放的該第一參與人的聲音。然而，第二物理位置的話筒將拾取該第一參與 人的聲音并將其發(fā)送回第一參與人的揚聲器。由于往返傳輸時間，第一參與人將聽 到其自己的具有一延遲的回波。在第一參與人開始聽到自己的回波之前的延遲以及 在該第一參與人已停止講話之后在多長時間內(nèi)繼續(xù)聽到自己的回波取決于將該第 一參與人的聲音發(fā)送到第二參與人所花的時間、在第二參與人房間中發(fā)生多大的回 響、以及將該第一參與人的聲音發(fā)送回第一參與人的揚聲器所花的時間。當使用因 特網(wǎng)進行國際語音會議時，這種延遲可能是若干秒。

當使用了敏感的話筒時、以及當話筒和/或揚聲器增益(音量)被調(diào)至較高水 平時、和當話筒和揚聲器被放置成話筒靠近揚聲器中的一個或多個時，會導致聲回 波或使其惡化。除了令人不愉快之外，聲回波會妨礙會議中參與人之間的正常會話。 在沒有聲回波消除的全雙工系統(tǒng)中，系統(tǒng)可能會陷入反饋循環(huán)，它產(chǎn)生過多的噪聲 從而使得系統(tǒng)不能使用。

常規(guī)地，使用防止音頻輸入換能器(例如，話筒)拾取音頻輸出信號的音頻 耳機來減少聲回波。另外，可利用具有回波抑制特征的專用話筒。然而，由于這些 話筒通常包含掃描傳入的音頻信號并檢測和消除聲回波的數(shù)字信號處理電子器件， 所以它們通常價格不菲。一些話筒被設計成非常具有方向性，這也有助于減少聲回 波。

聲回波還可通過使用數(shù)字的聲回波消除(AEC)組件來減少。這種AEC組件 可從信號中移除回波同時最小化該信號的可聽失真。這種AEC組件必須能夠訪問 音頻輸入和輸出信號的數(shù)字樣本。這些組件以將輸入或捕捉樣本中的回波減少至通 常不可聽的水平的方式在數(shù)字域中處理該輸入和輸出樣本。

模擬波形通過被稱為模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的過程被轉(zhuǎn)換為數(shù)字樣本。執(zhí)行該轉(zhuǎn)換 的器件被稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器或A/D轉(zhuǎn)換器。數(shù)字樣本通過被稱為數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換的 過程被轉(zhuǎn)換為模擬波形。執(zhí)行這種轉(zhuǎn)換的器件被稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器或D/A轉(zhuǎn)換器。 大多數(shù)A/D和D/A轉(zhuǎn)換是以恒定的采樣率來執(zhí)行的。

聲回波消除組件通過從接收自輸入設備的音頻樣本當中減去發(fā)送至輸出設備 的音頻樣本的經(jīng)過濾的版本來工作。該過程假定輸出和輸入采樣率是嚴格相同的。 由于對于PC設備而言有各種輸入和輸出設備可用，所以即使在輸入和輸出設備不 同時AEC也能工作是非常重要的。

數(shù)字信號被提供給處理器，并且在輸入信號與輸出信號路徑之間可以是同步 的，然而并不保證這種情形。為了執(zhí)行聲回波消除，輸入音頻流和輸出音頻流之間 的時間關系通常必須是已知的。對于硬件方案，這可能很容易確定。然而對于軟件 聲回波消除器，該關系是難以確定的。例如，會由于系統(tǒng)等待和處理輸入和輸出音 頻流時的可變等待而復雜化。

因此，需要克服與常規(guī)設備相關聯(lián)的上述缺陷。

概要

以下內(nèi)容給出了本發(fā)明的簡化概要以提供對本發(fā)明的一個或多個方面的基本 理解。該概要并非本發(fā)明的詳盡概述。也無意標識本發(fā)明的重要或關鍵要素，也不 刻畫本主題發(fā)明的范圍。本概要的唯一用途是以簡化形式給出本發(fā)明的一些概念以 作為此后給出的更加具體的描述的前序。

本主題發(fā)明提供了通過采用采樣組件來同步輸入和輸出信號的系統(tǒng)和方法， 該采樣組件提供對全雙工通信期間揚聲器輸出和話筒輸入的采樣并以同一時鐘頻 率和在同一精確時間提供時間同步樣本信號。這種時間同步信號可被緩沖并提供給 軟件聲回波消除器(AEC)以產(chǎn)生其中不存在揚聲器信號的經(jīng)重整的話筒信號。相 應地，該時間同步樣本可由軟件AEC來處理，一般而言這沒有由操作系統(tǒng)(OS) 所強加的實時約束。例如，從OS的角度來看，可移除高分辨率的定時約束，并且 可減輕由于調(diào)用的時間和方式而對樣本的調(diào)整。