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KR101422984B1 - 잔류 에코를 억제하는 방법 및 장치 - Google Patents

잔류 에코를 억제하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR101422984B1
KR101422984B1 KR1020127028285A KR20127028285A KR101422984B1 KR 101422984 B1 KR101422984 B1 KR 101422984B1 KR 1020127028285 A KR1020127028285 A KR 1020127028285A KR 20127028285 A KR20127028285 A KR 20127028285A KR 101422984 B1 KR101422984 B1 KR 101422984B1
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Abstract

본 발명은 잔류 에코를 억제하는 방법과 장치를 공개하였다. 상기 방법은 M개 경로의 송화기 신호에 대해 어댑티브 필터링 처리를 수행하여 M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 얻으며; 제1 경로 이외의 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 필터 어레이 내 필터의 처리를 경과한 후 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호를 얻으며; 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호를 각각 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호와 서로 감하여 M-1개 경로의 차의 값의 신호를 얻고, 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 선택하며; 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 음성 확률 필터링을 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 얻으며; 상기 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 신호를 서로 곱하고, 서로 곱하는 결과에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후 송화기가 출력한 신호로 여긴다. 본 발명의 기술안은 잔류 에코를 유효하게 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 근단 음성에 대해 손상을 조성하지 않는다.

Description

잔류 에코를 억제하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SUPPRESSING RESIDUAL ECHOES}
본 발명은 에코 제거 기술분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잔류 에코를 억제하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
음성통신 중에서 수화기(또한 이어폰, 리시버(receiver), SPK, EAR와 EARPHONE이라고 부름)의 신호는 라인 반사와 음향 반사를 통해 송화기(또한 마이크로폰, 메가폰, 마이크, 픽업이라고 부름)의 수신 신호 내에 혼입되고 또 원단에 전송되여 원단에서 에코를 듣게 한다. 에코는 통화 쌍방에 아주 큰 교란을 일으키고 통화 품질에 영향을 미치며, 심할 때에는 심지어 높고 긴 소리를 내어, 전혀 통화를 진행할 수 없을 뿐만 아니라 통신 설비를 손상시킬 수 있다. 그래서 통화 품질과 설비 안전을 보장하기 위하여, 일반적으로 음성통신 중에서 에코를 억제할 필요가 있다.
에코 신호는 수화기 신호가 전기 음향 전환을 거쳐 실제적인 음성 신호로 방송되고 또 환경 반사를 통하여 생겨난 것이다. 수화기의 전기 음향 전환 과정과 환경 반사는 전부 필터링 과정으로 간주할 수 있기 때문에, 에코 신호는 수화기가 하나의 특정 필터를 통하여 생겨난 음성 신호로 볼 수 있다.
간단한 에코 억제는 채널을 반이중방식으로 되게 하고, 채널 내에는 한결같이 단방향의 신호만 전송되어 에코를 억제한다. 하지만 먼 거리와 짧은 거리에서 동시에 말할 경우, 원단에서 말할 때 근단의 음성이 들리지 않아 통화의 유창성을 방해하게 된다.
음성 통신에 대한 요구가 부단히 높아짐에 따라, 일반적으로 어댑티브 에코 제거 기술을 사용하여 에코를 억제하고, 동시에 근단의 음성을 보호하는 이중 효과를 보증한다.
어댑티브 에코 제거 기술은 어댑티브 필터를 에코 경로 제거 필터로 여겨 에코를 제거하고, 필터는 수화기 신호와 송화기 신호를 비교하여, 자동적으로 실시간으로 에코 반사 환경의 변화를 추적하고 정확한 에코 경로를 얻으며 에코를 제거한다. 통상적인 기술은 대부분의 에코를 없애며 이중 성능에 영향을 주지 않는다. 하지만 실제의 시스템 중에서, 수화기 자신이 왜곡되기 때문에, 통상적인 어댑티브 에코 제거 기술은 에코를 전부 제거할 수 없고 부분적인 에코가 잔류하게 된다.
기존의 잔류 에코를 억제하거나 제거하는 기술은 주로 두 가지 방식이 있으며, 한가지는 잔류 에코의 강도를 모니터링하고 수화기의 공률을 제한하여 잔류 에코로 하여금 한정 수준보다 낮게 하는 것인데, 해당 방법은 수화기 신호 강도로 하여금 큰 기복이 있게 하며, 근단 사용자의 청감에 영향을 주게 된다. 다른 한가지 방법은 잔류 에코가 비교적 강할 때, 채널을 반이중으로 전환시키는 것인데, 명백하게 알 수 있는 것은 이런 방법은 잔류 에코를 억제할 때 근단의 음성을 손상시키며, 특히 일부분의 휴대용 소형 스피커 통화 설비에 대해서는, 수화기의 왜곡이 크기 때문에 또 구조가 치밀하기 때문에 수화기와 송화기의 거리가 아주 가깝고, 잔류 에코가 아주 강할 경우 잔류 에코를 억제하기 위하여 채널을 반이중 방식으로 변환시키고 이로 인하여 통화의 유창성에 영향을 주게 된다.
상술한 문제에 근거하여, 본 발명은 어레이 처리와 에코 억제에 결합하여 소형 스피커폰의 음향 구조를 충분히 이용하여, 잔류 에코를 억제하는 방법과 장치를 제공하였으며, 이로 하여 잔류 에코를 낮출 때 근단 음성에 대한 손상을 감소하고 이중 효과를 제고한다.
본 발명은 잔류 에코를 억제하는 방법을 공개하였으며, 해당 방법은 M개의 송화기와 하나의 수화기를 포함한 통신설비에 적용되고, 그 중에서 M은 1보다 큰 자연수이고 상술한 M개의 송화기는 일렬로 배열되어 어레이를 형성하며, 해당 방법은 M개 경로의 송화기 신호에 대해 각각 수화기 신호와 어댑티브 필터링 처리를 수행하여 M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 얻으며; 제1 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 각자 대응하는 필터 어레이 내 필터(filter in a filter array)의 처리를 거친 후, M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력 신호를 얻으며; 그 중에서 수화기와 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 상대적인 위치 관계에 근거하여 해당 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하며;
제1 경로의 어댑티브 필터링 신호를 각각 상술한 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호와 신호를 서로 감하는 처리를 수행하여 M-1개 경로의 차의 값의 신호를 얻으며; 해당 M-1개 경로의 차의 값의 신호에 대해 각각 시간 주파수 전환 처리를 수행하고, 또 그 중에서 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 선택하며; 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후, 음성 확률 필터링 처리를 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 얻으며; 상술한 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행하고, 또 서로 곱하는 처리의 결과에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후, 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호를 얻는; 것을 포함한다.
상술한 방법 중에서, 상술한 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행한 후, 해당 방법은 서로 곱하는 처리의 결과와 시간 주파수 전환 후의 수화기 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행하고, 또 서로 곱하는 처리의 결과와 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 서로 감하는 처리를 수행하며, 서로 감하는 처리 후의 결과에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호를 얻는 것을 더 포함한다.
상술한 방법 중에서, 상술한 수화기와 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 및 제1 경로의 송화기 사이의 상대적인 위치 관계에 근거하여 해당 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하는 것은 제1 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호 중의 각각의 현재 어댑티브 필터링 신호에 대하여, 아래 수식에 근거하여 필터 어레이 내 필터의 가중치를 얻으며,
Figure 112012088270484-pct00001
Figure 112012088270484-pct00002
그 중에서 h는 필터 어레이 내 필터이고, e1는 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호이고, e2는 상술한 현재 어댑티브 필터링 신호이고, D1은 수화기와 제1 송화기 사이의 거리이고, D2는 수화기와 현재 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 거리이고, c는 음속인 것을 포함한다.
상술한 방법 중에서, 상술한 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후, 음성 확률 필터링 처리를 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 얻는 것은 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후의 두 개 경로의 결과에 근거하여, 소리 신호가 각각의 주파수 포인트 상에서의 송화기 어레이에 도착하는 도착 각도
Figure 112014013646784-pct00003
를 계산하며; 그 다음 아래 수식에 근거하여 음성 확률
Figure 112014013646784-pct00004
를 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00005
;
Figure 112012088270484-pct00006
는 상술한 얻어진 주파수 영역 음성 확률 신호인 것을 포함한다.
상술한 방법 중에서, 상술한 서로 곱하는 처리의 결과와 시간 주파수 전환 후의 수화기 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행하는 것은 전체 주파수를 N개 서브밴드로 나누고, 서브밴드의 범위는
Figure 112012088270484-pct00007
이고, 각각의 서브밴드 내에서 아래와 같은 계산를 수행하며,
매칭 함수
Figure 112012088270484-pct00008
를 계산하고,
Figure 112012088270484-pct00009
그 중에서 i는 서브밴드 번호이고,
Figure 112012088270484-pct00010
는 상술한 서로 곱하는 처리의 결과이고,
Figure 112012088270484-pct00011
는 수화기 신호가 시간 주파수 전환을 거친 후의 결과이며; 매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00012
를 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00013
; 매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00014
를 일정한 인자 Ag와 곱하여 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 얻으며; 그러면 상술한 서로 곱하는 처리의 결과와 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 서로 감하는 처리를 수행하는 것은
Figure 112012088270484-pct00015
인 것을 포함한다.
본 발명은 또한 잔류 에코를 억제하는 장치를 공개하였으며, 해당 장치는 M개의 송화기와 하나의 수화기를 포함하는 통화 설비에 적용되며, 그 중에서 M은 1보다 큰 자연수이고, 상술한 M개의 송화기는 일렬로 배열되어 어레이를 형성하며, 해당 장치는 M개의 어댑티브 필터링 부품, 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품, 하나의 비교 선택기, 하나의 음성 확률 예측 부품, 하나의 곱셈기와 하나의 시간 주파수 변화기를 포함하며, 그 중에서, M개의 어댑티브 필터링 부품은 M개 경로의 송화기 신호를 각각 수화기 신호와 어댑티브 필터링 처리를 수행하고, M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 출력하는데 쓰이며; 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품은 각각 제1 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호와 일일이 대응하고, 또 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 부품 각각은 하나의 필터 어레이 내 필터와 하나의 감산기와 하나의 시간 주파수 변환기를 포함하며; 그 중에서 필터 어레이 내 필터는 대응하는 어댑티브 필터링 신호에 대해 필터 어레이에 의한 필터링 처리를 수행한 후 감산기에 출력하는데 쓰이며; 감산기는 제1 경로 어댑티브 필터링 신호와 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호를 서로 감하는 처리를 수행한 후 시간 주파수 변환기에 출력하는데 쓰이며; 시간 주파수 변환기는 수신한 신호에 대해 시간 주파수 변환 처리를 수행한 후 주파수 영역 신호를 비교 선택기에 출력하는데 쓰이며; 비교 선택기는 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품이 출력한 M-1개의 주파수 영역 신호를 수신하고, 그 중에서 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이며; 음성 확률 예측 부품은 두 개의 시간 주파수 변환기와 하나의 음성 확률 예측기를 포함하고, 그 중에서 상술한 두 개의 시간 주파수 변환기는 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대하여 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 음성 확률 예측기에 출력하는데 쓰이며; 음성 확률 예측기는 수신한 두 개 경로의 신호에 근거하여 음성 확률 필터링 처리를 수행하고 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이며; 곱셈기는 수신한 두 개 경로의 주파수 영역 신호에 대해 서로 곱하는 처리를 수행한 후, 주파수 시간 변환기에 출력하는데 쓰이며; 주파수 시간 변환기는 수신한 신호에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후, 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호를 얻는데 쓰인다.
해당 장치는 상술한 곱셈기와 주파수 시간 변환기 사이에 하나의 주파수 스펙트럼 필터링 부품을 더 포함하며; 주파수 스펙트럼 필터링 부품은 하나의 시간 주파수 변환기와 하나의 주파수 스펙트럼 필터와 하나의 감산기를 포함하며; 그 중에서 시간 주파수 변환기는 수화기 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 주파수 스펙트럼 필터에 출력하는데 쓰이며; 주파수 스펙트럼 필터는 곱셈기의 출력 신호와 시간 주파수 변환기의 출력 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행한 후 감산기에 출력하는데 쓰이며; 감산기는 곱셈기의 출력 신호와 주파수 스펙트럼 필터의 출력 신호를 감하는 처리를 수행한 후 주파수 시간 변환기에 출력하는데 쓰인다.
해당 장치 중에서, 상술한 필터 어레이 내 필터의 가중치는 아래 수식에 의해 확정하며,
Figure 112012088270484-pct00016
Figure 112012088270484-pct00017
그 중에서 h는 필터 어레이 내 필터이고, e1는 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호이고, e2는 해당 필터 어레이 내 필터가 대응하는 어댑티브 필터링 신호이고, D1은 수화기와 제1 경로 송화기 사이의 거리이고, D2는 수화기와 해당 필터 어레이 내 필터가 대응하는 송화기 사이의 거리이고, c는 음속이다.
해당 장치 중에서, 상술한 음성 확률 예측기는 수신한 두 개 경로의 신호에 근거하여 소리 신호가 각각의 주파수 포인트 상에서의 송화기 어레이에 도착하는 도착 각도
Figure 112014013646784-pct00018
를 계산하는데 쓰이며; 아래 수식에 근거하여 음성 확률
Figure 112014013646784-pct00019
를 계산하며,
Figure 112014013646784-pct00020
;
Figure 112014013646784-pct00021
를 주파수 영역 음성 확률 신호로 여겨 감산기에 출력한다.
해당 장치 중에서, 상술한 주파수 스펙트럼 필터는 전체 주파수를 N개의 서브밴드로 나누고, 서브밴드 범위는
Figure 112012088270484-pct00022
이고, 각각의 서브밴드 내에서 아래와 같이 계산하며, 매칭 함수
Figure 112012088270484-pct00023
를 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00024
그 중에서, i는 서브밴드 번호이고,
Figure 112012088270484-pct00025
는 곱셈기가 출력한 신호이고,
Figure 112012088270484-pct00026
는 시간 주파수 변환기의 출력 신호이며; 매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00027
를 계산하고,
Figure 112012088270484-pct00028
; 매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00029
를 일정한 인자 Ag로 곱하여 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 얻은 후 감산기에 출력한다.
본 발명의 잔류 에코를 억제하는 방법과 장치에 근거하여 새로운 에코 제거 기술의 힘을 빌어 잔류 에코 필터링 설계와 어레이 공간 필터링을 상호 결합하고, 소형 스피커폰의 음향 특성 및 송화기와 수화기의 위치 정보를 충분히 이용하고, 에코와 근단 음성이 송화기까지의 시간과 위상 차이를 이용하여 음성 확률 정보를 뽑아내고 음성 영역과 에코 영역을 구분하여 잔류 에코를 유효하게 필터링하고 근단 음성을 보호한다.
상술한 목적 및 관련된 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 한 개 또는 여러 개 관점은 아래에서 상세하게 설명하며 특허 청구 범위에서 특별히 밝혀진 특징을 포함한다. 아래의 설명과 도면은 본 발명의 일부의 예시적 관점을 상세히 설명한다. 하지만 이런 관점이 지적한 것은 단지 본 발명의 원리를 사용할 수 있는 여러 가지 방식 중의 일부분 방식이다. 그외 본 발명은 이런 관점의 전부와 그들의 동일품을 포함한다.
도 1은 본 발명이 응용한 수화기와 송화기 어레이의 상대 위치 실시예의 설명도,
도 2는 본 발명이 응용한 소형 스피커 통화 설비의 사용 장면의 실시예의 설명도,
도 3은 본 발명의 실시예의 송화기 어레이 에코 제거 시스템의 블록다이어그램,
도 4는 송화기 신호와 근단 음성 성분의 에너지 대비 설명도,
도 5는 본 발명의 실시예에 근거한 필터 어레이 내 필터의 모양 설명도,
도 6은 본 발명의 실시예의 필터 어레이 내 필터의 필터링을 거친 후의 효과 설명도,
도 7은 본 실시예에 근거한 음성 확률 억제 후의 신호 에너지 대비 설명도,
도 8은 수화기 신호와 잔류 에코 주파수 스펙트럼의 대비 설명도,
도 9는 매칭 에코와 잔류 에코 주파수 스펙트럼의 대비 설명도,
도 10은 본 발명이 에코 필터링을 수행한 후의 최종 효과의 비교 설명도,
도 11은 본 발명의 실시예에 근거한 송화기 어레이 에코 제거 방법의 과정 설명도,
도 12는 본 발명의 실시예의 잔류 에코 필터링의 과정 설명도,
도 13은 본 발명의 실시예 중의 잔류 에코를 억제하는 장치의 일반적인 구조의 설명도,
도 14는 본 발명의 실시예 중의 한가지 잔류 에코를 억제하는 방법의 일반적인 흐름도이다.
모든 도면 중에서 같은 참조번호는 유사하거나 또는 상응한 특징 또는 기능을 지시한다.
도면과 결부하여 진행한 아래의 설명과 특허청구범위의 내용을 참고하는 것을 통해, 그리고 본 발명에 대해 더욱 전면적으로 이해함에 따라, 본 발명의 기타 목적 및 결과는 더욱 명백해지고 이해하기 쉽게 된다.
이하, 도면과 결부하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명은 송화기 어레이를 사용하여 잔류 에코를 제거하며, 이 때문에 여러 개의 송화기와 하나의 수화기를 가진 소형 스피커 통화 설비에 적용된다. 도 1과 도 2는 각각 본 발명이 응용한 수화기와 송화기 어레이의 상대 위치 및 소형 스피커 통화 설비의 사용 장면의 실시예의 설명도이고, 도 1과 도 2에 표시된 바와 같이 이런 통화 설비 중에서 일반적으로 수화기는 송화기 어레이의 90도 방향에 배치되고 사용자는 송화기 어레이의 0도 방향에 있다. 이것은 일부분의 응용 장면과 일치하며, 예를 들면 비이클 스피커 카킷(carkit)은 사용자가 송화기 어레이를 마주하고 있으며 위치가 비교적 고정되어 있다. 도 1과 도 2가 표시한 것은 두 개의 송화기의 예이고, 두 개 이상의 여러 개의 송화기 어레이의 배열은 위와 비슷하다.
사용자로 놓고 볼 때, 사용자로부터 송화기까지의 거리는 근접하거나 같으며, 말하자면 송화기 어레이 중의 각각의 송화기가 수신해 받은 사용자가 낸 음성 신호는 기본적으로 같다. 하지만 수화기로 놓고 볼 때, 수화기로부터 각 송화기까지의 거리는 다르고, 두 개 송화기 어레이를 예로 하면, 만약 수화기와 송화기1 사이의 거리가 D1이면 송화기2 사이의 거리는 D2이며, D1>=2 D2이고, 예를 들면 D1=9cm, D2=4cm이다. 수화기가 낸 에코가 두 개의 송화기에 이르기까지의 사이에 위상차가 존재하고 사용자가 낸 음성이 두 개 송화기에 이르기까지는 위상이 같기 때문에, 위상 관계의 차이에 근거하여 음성과 에코를 구분할 수 있으며, 이로 하여 음성과 에코를 분리하는 목적을 달성한다. 본 발명은 바로 이런 위상 관계의 차이를 이용하여 음성과 에코의 분리를 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예의 송화기 어레이 에코 제거 시스템의 블록다이어그램이다.
도 3에 표시된 바와 같이, 본 발명이 제공한 송화기 어레이 에코 제거 시스템(300)은 주로 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)과 잔류 에코 필터링 유닛(340) 두 부분으로 구성되고, 그 중에서 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)과 잔류 에코 필터링 유닛(340)은 구조상에서 직렬관계이며, 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)의 입력은 수화기 신호와 송화기 어레이의 두 가지 경로의 송화기 신호이고, 잔류 에코 필터링 유닛(340)의 입력 신호는 수화기 신호와 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)의 두 가지 경로가 출력한 신호이고, 잔류 에코 필터링 유닛(340)의 출력 신호는 송화기 어레이 에코 제거 시스템의 출력한 즉 에코를 분리한 음성 신호이다.
송화기 어레이 에코 제거 시스템(300)의 전체적인 응용으로 놓고 볼 때, 본 발명이 제시한 송화기 어레이 에코 제거 시스템은 송화기와 수화기 사이에 연결되어 있으며, 수화기 신호 x와 송화기 신호 d(송화기 어레이의 모든 신호 d1, d2…dM을 포함)는 시스템이 입력한 것이고, 송화기 신호 d는 에코 신호 y 및 근단 음성 신호 v로 구성되었다. 두 가지 경로의 송화기 신호는 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)을 거쳐 에코 성분이 대부분 필터링되어 없어지고, 단지 일부분의 잔류 에코가 잔류 에코 필터링 유닛(340)에 들어가며, 잔류 에코 필터링 유닛(340)을 거친 후, 잔류한 에코도 필터링되어 없어지고, 나중에 단지 근단 음성 신호v만을 얻게 되며, 에코를 분리한 음성 신호로서 송화기 어레이 에코 제거 시스템(300)을 통해 음성 통신의 원단에 출력된다.
도 4는 송화기 신호와 근단 음성 성분의 에너지 대비 설명도이다. 도 4에 표시된 바와 같이, 전형적인 응용중에서 실선은 송화기 신호 d1을 표시하고, 파선은 송화기 신호 중의 근단 음성 성분 v1을 표시하며, 점선은 에코 성분 y1을 표시한다. 송화기 신호 중에서 근단 음성 성분의 에너지가 아주 낮고 에코 중에 완전히 파묻혀 버린 것을 볼 수 있다.
아래에 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)과 잔류 에코 필터링 유닛(340)의 구성 구조와 신호 처리 과정에 대해 각각 예시적 설명을 진행한다.
어댑티브 에코 필터링 유닛(320)은 수화기 신호와 송화기 어레이 신호를 수신하고, 수신한 수화기 신호에 근거하여 송화기 어레이 중의 각각의 송화기 신호에 대해 따로따로 에코를 필터링하여, 에코 필터링 신호 어레이를 얻는다. 도 3에 표시된 실시예 중에서, 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)의 입력은 세 가지 경로가 있고 수화기 신호 x와 두 가지 경로의 송화기 신호 d1, d2이며, 출력은 어댑티브 필터링 후의 에코 필터링 신호 어레이이고 도 3에 표시된 실시예 중의 e1과 e2이다. 본 발명 중에서 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)의 일부분의 동작 원리는 일반적인 어댑티브 에코 필터링과 비슷하고, 시간영역 또는 주파수 영역 또는 시간영역과 주파수 영역을 혼합한 필터링 형식을 사용할 수 있다.
본 실시예 중에서 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)은 송화기 어레이 중의 각각의 송화기와 따로따로 대응되게 설치된 필터(321)와 필터 컨트롤러(322)와 가산기(323)를 포함하는 것을 통해 구성되었다. 그 중에서 필터와 필터 컨트롤러는 각각 어댑티브 필터와 어댑티브 필터 컨트롤러이며, 수화기 신호와 송화기 신호의 유사성을 비교하는 것을 통해 에코 신호를 어댑티브 매칭해 내오고 또 가산기(323)의 도움을 빌어 송화기 신호 중에서 에코 신호를 필터링해 없애어 대응하는 에코 필터링 신호를 얻는다.
잔류 에코 필터링 유닛(340)과 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)은 직렬되고, 수신한 수화기 신호에 근거하여 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)이 출력한 에코 필터링 신호 어레이에 대해 잔류 에코의 필터링을 수행한다. 말하자면, 잔류 에코 필터링 유닛(340)의 입력은 세 가지 경로가 있고 수화기 신호 x와 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)이 출력한 에코 필터링 신호 어레이 e1과 e2이며, 출력은 모든 에코 성분을 없앤 음성 신호 eout이다. 본 실시예 중의 잔류 에코 필터링 유닛(340)은 주로 필터 어레이 내 필터(341), 제1 가산기(342), 시간 주파수 변환기(343), 음성 확률 예측기(344)와 곱셈기(345)를 포함하며, 그 외 또 주파수 스펙트럼 필터(346), 제2 가산기(347) 및 주파수 시간 변환기(348)를 포함한다.
잔류 에코 필터링 유닛(340)이 수화기 신호와 어댑티브 에코 필터링 유닛(320)이 출력한 에코 필터링 신호 어레이를 수신한 후, 시간 주파수 변환기(343)는 에코 필터링 신호 어레이 중의 각각의 경로의 에코 필터링 신호 e1과 e2를 각각 시간영역에서 주파수 영역으로 변환시켜 주파수 영역의 음성 확률 예측을 수행한다. 시간 주파수 변환은 푸리에 변환을 사용하여 실현할 수 있고, 또 개선된 이산 코사인 변환 등의 방식을 통해 실현할 수도 있다.
그 중에서 필터 어레이 내 필터(341)와 에코 필터링 신호 어레이 중의 e2는 콘볼루션하여, 콘볼루션 결과를 이용해서 e1 중의 잔류 에코 성분을 초보적으로 제거하게 한다.
수화기와 송화기 어레이 사이의 위치 차이로 인해 송화기1 중의 에코는 송화기2 중의 에코와 하나의 필터 어레이 내 필터를 콘볼루션한 것과 비슷하며, 그리하여 이런 하나의 필터 어레이 내 필터와 송화기2의 에코 필터링 신호 e2를 콘볼루션하고 다시 송화기1 중에서 없애 버리면 송화기1 중의 잔류 에코 성분을 작게 하고 제1 잔류 에코 필터링 신호 em1을 얻게 되며, 해당 제1 잔류 에코 필터링 신호 em1은 각각의 경로의 에코 필터링 신호 e1과 e2의 기초상에서 일부분의 잔류 에코를 초보적으로 필터링해 없애 버렸다. 아래에 필터 어레이 내 필터(341)의 가중치에 대해 아래와 같은 분석과 유도를 수행한다.
도 1에 표시된 통화 설비중에서 송화기와 수화기의 위치는 확정된 것이고, 소리 전파의 물리적 특성에 근거하면 에코와 두 개의 송화기 사이의 상대적인 관계도 확정된 것이며, 만약 수화기가 발성할 때 수화기 중심의 음성이 s이면 두 개의 송화기에 전파된 신호 s1과 s2는 아래의 값과 근사하며,
Figure 112012088270484-pct00030
Figure 112012088270484-pct00031
그리하여 근사 관계가 있으며,
Figure 112012088270484-pct00032
그 중에서 D1과 D2는 각각 송화기에서 수화기1과 수화기2까지의 거리이며, t는 현재 시간을 표시하고, c는 음속이다.
Figure 112012088270484-pct00033
는 에너지 감쇠 인자이고, 수화기의 전기 음향 특성에 의해 결정되며 상수값이다.
두 개 경로의 잔류 에코의 관계도 이와 유사하고 근사관계에 부합되며,
Figure 112012088270484-pct00034
이로 하여 수화기와 송화기 사이의 상대적인 위치에 근거하여 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정할 수 있으며, 즉 너비는 D2/D1이고 시간 지연은 (D1-D2)/c이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 근거한 필터 어레이 내 필터의 모양 설명도이다. 도 5에 표시된 바와 같이, 수화기가 두 개의 송화기에서 떨어진 거리 D1=9cm, D2=4cm을 예로 하면, 필터의 최대치의 위치의 시간 지연은 (D1-D2)/c이고 그 너비는 약 D2/D1이다. 이 필터 어레이 내 필터의 가중치는 구체적인 응용 요구에 근거하여 사전에 오프라인하여 계산해 내고 고정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예의 필터 어레이 내 필터의 필터링을 거친 후의 효과 설명도이다. 도 6에 표시된 바와 같이, 점선 부분은 어댑티브 에코 필터링 후의 신호 E1을 표시하고 실선 부분은 필터 어레이에 의한 필터링 후의 신호 Em1을 표시하고 파선 부분은 근단 음성 성분 V1을 표시하며, 도 6의 세 부분의 신호의 에너지 대비에서 보면 알 수 있다시피, 필터 어레이 내 필터(341)가 필터 어레이에 의한 필터링을 수행한 전후의 잔류 에코 에너지 변화는 평균 약 6dB 줄어든다. 효과 대비 설명도를 통하여 필터 어레이 내 필터(341)를 이용하면 일정한 정도에서 일부분의 에코 신호를 필터링하여 없앨 수 있다는 것을 충분히 설명할 수 있다.
송화기가 두 개 이상인 송화기 어레이에 대해서는, 필터 어레이 내 필터(341)의 계산 방식이 두 개의 송화기를 가진 해당 송화기 어레이의 계산 방식과 유사하다. M개의 송화기를 설치하고 어댑티브 에코 필터의 출력은 E1, E2~EM이며, 송화기1과 기타 송화기k 사이의 상대적인 위치를 통하여 송화기1과 기타 송화기k 사이의 필터 어레이 내 필터hk(1<k≤M)를 계산할 수 있으며, 이처럼 (M-1)개의 필터 어레이 내 필터를 통하여 (M-1)개의 필터 어레이 내 필터 출력 Em1_k를 얻을 수 있으며, 그 중에서 에너지가 제일 작은 출력을 취하여 최종의 Em1로 할 수 있다.
필터 어레이 내 필터의 계산은 최소 평균 제곱 편차 준칙을 만족해야 하며, 이 필터 어레이 내 필터를 h로 설정하면 h는
Figure 112012088270484-pct00035
을 만족해야 하며
그 중에서 E[.]은 평균치를 취하여 연산한다. 만약 필터 어레이 내 필터의 출력을 em1로 설정하면,
Figure 112012088270484-pct00036
과
Figure 112012088270484-pct00037
의 관계가 있으며,
그 중에서 L은 필터 어레이 내 필터의 길이이다.
상술한 필터 어레이 내 필터와 가산기의 에코 필터링 처리를 통하여 얻은 제1 잔류 에코 필터링 신호 중에는 여전히 일정한 에코 신호가 잔류되어 있으며, 이 때문에 획득한 제1 잔류 에코 필터링 신호 em1의 기초상에서 본 발명은 그 중의 잔류 에코에 대해 필터링 처리를 더 수행하며, 이 단계의 에코 필터링 처리 중에서는 주로 음성 확률 예측기와 곱셈기를 상호 결합하여 수행한다.
우선, 필터 어레이 내 필터(341)를 거쳐 콘볼루션을 통해 e1 중의 일부분의 에코 신호 출력 em1을 필터링하여 없앤 후, 시간 주파수 변환기(343)를 이용하여 해당 신호 em1을 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 변환시킬 필요가 있으며, 즉 em1로부터 Em1로 변환된다.
음성 확률 예측기(344)는 두 개 경로의 에코 필터링 신호 e1과 e2이 시간 주파수 변환을 경과한 후의 두 개 경로의 신호 E1과 E2의 시간과 위상 관계를 비교하는 것을 통하여, 두 경로의 에코 필터링 신호 중의 음성과 에코가 어느 주파수 영역에 분포되었는가를 지시하는 주파수 영역의 음성 확률 정보 pF를 얻어낸다.
음성 확률 예측의 공작 원리는 두 경로의 송화기 신호 E1, E2 중에는 모두 잔류 에코와 음성 신호를 함유하고 있으며, 잔류 에코는 90도의 방향으로부터 온 것이고 위상차가 존재하며, 음성 신호는 0도의 방향으로부터 온 것이고 동위상이다. 이 때문에 근단 음성이 강할수록 음성의 성분이 더욱 많으며 E1과 E2의 위상은 더욱 접근한다. 근단 음성이 아주 약할수록 음성 성분이 더욱 적으며 E1과 E2의 위상차는 더욱 뚜렷하다. 각각의 주파수 포인트 상에서의 E1과 E2의 위상을 비교하는 것을 통하여, 송화기 어레이가 획득한 음성 신호가 주파수에서의 분포를 획득할 수 있다.
구체적인 실현 방법은 E1과 E2에 근거하여 음성 신호가 공간에서의 도착각도를 계산하고, 즉 음성 신호가 어느 방향에서 오는 것인지를 계산하고, 만약 90도 방향에서 온다면 신호는 에코 신호이고 음성 확률은 0이며, 만약 0도 방향에서 온다면 음성 방향이고 음성 확률은 1이다. 만약 0부터 90도사이의 방향에서 온다면 음성 확률은 0부터 1사이이고 구체값은 1-α/90이다.
음성 확률 판단을 거친 후, 각각의 주파수 포인트 상에서의 음성 확률을 계산해 낼 수 있으며,
Figure 112012088270484-pct00038
이고
그 중에서 f는 주파수이다.
두 개 이상의 송화기 어레이는 첫번째와 M번째 송화기의 어댑티브 필터가 출력한 E1과 EM을 선택하여 음성 확률을 계산해 낼 수 있으며 방법은 두 개 송화기 어레이와 같다.
필터 어레이에 의한 필터링 후의 신호 em1을 시간 주파수 변환을 거쳐 Em1로 변하게 하고, 음성 확률 pF과 곱하여 출력 Em2를 얻을 수 있다.
Figure 112012088270484-pct00039
도 7은 본 실시예에 근거한 음성 확률 억제 후의 신호 에너지 대비 설명도이다. 도 7에 표시된 바와 같이, 점선 부분은 필터 어레이에 의한 필터링 후의 신호 Em1을 표시하고, 실선 부분은 음성 확률 억제 후의 신호 Em2를 표시하고, 파선 부분은 근단 음성 성분 V1을 표시하며, 도 7의 세 부분의 신호의 에너지 대비에서 보면 알 수 있다시피, 필터 어레이에 의한 필터링을 거치고 음성 확률을 곱한 후, 잔류 에코 신호는 더 줄어들고 음성 성분은 보유된다. Em2의 음성-에코의 비는 E1보다 10dB이상 제고되고 따라서 잔류 에코를 더욱 억제하며 더욱 순수한 근단 음성을 얻는다.
이 외에 Em2중의 잔류 에코는 주파수 스펙트럼 필터(346)를 통하여 더 없앨 수 있다. 잔류 에코는 에너지면에서 볼 때 아주 많은 에너지 최대치를 가지고 있으며 최대치를 억제하면 에코를 더 없앨 수 있다.
도 8은 수화기 신호와 잔류 에코 주파수 스펙트럼의 대비 설명도이다. 도 8에 표시된 바와 같이, 실선 부분은 잔류 에코를 표시하고 점선 부분은 수화기 신호를 표시하며, 에코는 수화기 신호를 통하여 생긴 것이기 때문에 에코와 수화기 신호의 고조파 최대치의 위치는 같거나 접근하며 단지 총체적인 기복 모양과 신호의 에너지가 다를 뿐이다. 이 때문에 수화기 신호와 잔류 에코 신호를 주파수 스펙트럼 포락선 모양의 매칭을 수행하고, 또 일정한 인자 Ag를 곱하여 에너지 매칭을 수행하고, 또 잔류한 에코 신호와 위상 매칭을 수행하여 매칭 에코를 얻고, 그 다음에 매칭 에코를 잔류 에코 신호 중에서 빼 버리면 잔류 에코를 제거할 수 있다. Ag는 1보다 작지 않은 인자이고 일반적으로 1~8 사이를 취하며 잔류 에코의 에너지에 근거하여 정하게 되며, 잔류 에코를 깨끗이 필터링해 없애기 위하여 잔류 에코가 강할수록 Ag이 더욱 커야 하고 주파수 스펙트럼 필터링의 역량이 더 강하지만, 근단 음성에 대한 손상도 더욱 크다. 하지만 음성 확률 예측의 처리를 거친 후, 잔류 에코는 이미 비교적 약하며, 이 때문에 매칭 에코는 비교적 작은 값을 취할 수 있으며, 그다지 강하지 않은 주파수 스펙트럼 필터링으로도 잔류 에코를 필터링해 없앨 수 있고 상응하게 근단 음성을 잘 보유할 수 있다.
구체적으로 주파수 스펙트럼 필터(346)의 주파수 스펙트럼 필터링의 과정은 아래와 같으며,
우선, 수화기 신호와 잔류 에코 신호를 주파수 스펙트럼 포락선 모양의 매칭을 수행하여 에코 예측을 얻는다. 아래 방식을 사용하여 수행할 수 있으며,
전체 주파수를 M개의 서브밴드로 나누고 서브밴드의 범위는 B1～BM이며 M은 32 또는 16일 수 있다. Em2와 X는 각각의 서브밴드 내에서 에너지를 구하여 에너지를 나눔으로서 에너지 매칭 함수 HM을 얻는다. 수화기 신호 X에 HM을 곱하여 매칭 에코 YM을 얻는다.
도 9는 매칭 에코와 잔류 에코 주파수 스펙트럼의 대비 설명도이다. 도 9에 표시된 바와 같이, 실선 부분은 잔류 에코를 표시하고 점선 부분은 매칭 에코를 표시하며 매칭 효과는 비교적 뚜렷하다.
매칭 함수를 계산하는 방법은 아래의 수식과 같으며, 제M 개의 서브밴드에 속하는 주파수 포인트 f에 대해서 그 매칭 함수는
Figure 112012088270484-pct00040
이고
주파수 스펙트럼 포락선 모양의 매칭을 거친 에코는
Figure 112012088270484-pct00041
이며,
또 에너지 매칭과 위상 매칭을 거쳐 얻은 에코 예측 신호는
Figure 112012088270484-pct00042
이며,
맨 마지막에 가산기를 이용하여 Em2에서 에코 예측 신호를 빼 버리면 최종의 음성 출력을 얻게 되며,
Figure 112012088270484-pct00043
최종적으로 에코가 음성에 대한 영향을 없앤 후, 주파수 시간 변환기를 이용하여 음성 신호를 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환시킬 필요가 있으며, 주파수 시간 변환은 역푸리에 변환을 이용하여 실현할 수 있고 역이산코사인 변환 등 기타 방식을 이용하여 실현할 수도 있다.
주파수 시간 변환을 거친 후, 주파수 영역의 신호 Eout는 시간 영역의 신호 eout으로 변환되고, 송화기 어레이 에코 제거 시스템(300)의 총출력으로 한다.
도 10은 본 발명이 에코 필터링을 수행한 후의 최종 효과의 비교 설명도이다. 도 10에 표시된 바와 같이, 실선은 송화기 신호 d1을 표시하고 파선은 송화기 신호 중의 근단 음성 신호 성분 v1을 표시하며 점선은 시스템 출력 eout을 표시한다. 도 10 중의 신호 에너지 대비에서 보면 알 수 있다시피, 단지 에코만 존재하는 영역에서 출력 신호 eout의 에너지는 아주 작아서 에코가 아주 철저하게 억제되었다는 것을 설명하며, 근단 음성이 존재하는 부분에서는 시스템 출력과 음성 성분 에너지가 접근하여 근단 음성이 아주 잘 보호되었다는 것을 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 근거한 송화기 어레이 에코 제거 방법의 과정 설명도이다. 도 11에 표시된 바와 같이, 해당 방법은 절차 S1110로부터 시작되며, 송화기 어레이가 근단 음성 신호 v와 수화기 신호 x를 포함하여 수신한 후에, 우선 수화기 신호에 근거하여 송화기 어레이 신호에 대해 어댑티브 에코 필터링을 수행하고 에코 필터링 신호 어레이를 얻는다. 구체적으로 말하면, 두 개 송화기를 가진 송화기 어레이에 대해 말하자면, 송화기1이 수신한 음성 신호 d1은 근단 음성 신호 v1과 수화기가 생성한 에코 신호 y1을 포함하며, 즉 d1=y1+v1이고; 송화기2가 수신한 음성 신호 d2는 근단 음성 신호 v2와 수화기가 생성한 에코 신호 y2를 포함하며, 즉 d2=y2+v2이다. 이 두 개 송화기가 수신한 음성 신호에 대해 각각 어댑티브 필터링을 수행하고, 일반적으로 어댑티브 필터, 어댑티브 필터 컨트롤러와 가산기로 구성된 어댑티브 필터링 유닛을 사용하여 실현한다. 어댑티브 필터링 후에 얻은 에코 필터링 신호 어레이는 본 실시예 중에서는 e1과 e2이다.
그리고 절차 S1120 중에서 수신한 수화기 신호에 근거하여 획득한 에코 필터링 신호 어레이에 대해 잔류 에코 필터링을 수행한다. 잔류 에코의 필터링은 어댑티브 필터링 유닛과 직렬한 잔류 에코 필터링 유닛을 사용하여 실현하며, 그 중에서 구체적은 필터링 과정은 도 12에 표시된 바와 같다.
도 12는 본 발명의 실시예의 잔류 에코 필터링의 과정 설명도를 표시하였고 도 12에 표시된 바와 같이, 기초적인 어댑티브 필터링을 거친 후, 송화기가 수신한 신호 중에는 여전히 일부분의 에코가 잔류하여 있으며, 이때 우선 에코 필터링 신호 어레이 중의 하나의 에코 필터링 신호 중에서 다른 하나의 에코 필터링 신호와 필터 어레이 내 필터가 콘볼루션하여 생긴 신호를 빼 버려 제1 잔류 에코 필터링 신호를 출력하고(절차 S121), 그 중에서 필터 어레이 내 필터의 가중치는 수화기와 송화기 어레이 사이의 상대적인 위치에 의해 확정되고; 그 다음 에코 필터링 신호 어레이 중의 각각의 에코 필터링 신호 및 제1 잔류 에코 필터링 신호를 각각 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환시키며(절차 S122), 그 중에서 에코 필터링 신호 어레이 중의 각각의 에코 필터링 신호를 각각 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환시키는 처리와 절차 S121 중의 필터링 처리의 순서는 필연적인 선후 관계가 없으며 동시에 수행하여도 되고 순서에 따라 수행하여도 된다.
에코 필터링 신호 어레이 중의 각각의 에코 필터링 신호를 각각 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환시킨 후, 절차 S123 중에서 시간 주파수 변환기의 변환을 거친 후의 에코 필터링 신호 어레이 중의 각각의 에코 필터링 신호의 시간과 위상 관계를 비교하는 것을 통하여 음성과 에코의 분포 영역의 주파수 영역 음성 확률 정보를 확정한다.
그 다음, 절차 S124 중에서 확정한 주파수 영역 음성 확률 정보에 근거하여 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환된 상술한 제1 잔류 에코 필터링 신호 중의 잔류 에코 신호를 더 줄여 제2 잔류 에코 필터링 신호를 얻는다. 이 필터링 과정은 제1 잔류 에코 필터링 신호와 확정한 주파수 영역 음성 확률을 곱하는 것을 통하여 실현한다.
계속하여 절차 S125 중에서 수신한 수화기 신호와 제2 잔류 에코 필터링 신호에 근거하여 주파수 스펙트럼 필터를 이용하여 에코 예측 신호를 확정한다. 구체적으로 말하자면, 수화기 신호와 잔류 에코 신호를 주파수 스펙트럼 포락선 모양의 매칭을 수행하고, 그 다음 하나의 인자 Ag를 곱하여 에너지 매칭을 수행한다. 또 제2 잔류 에코 필터링 신호와 위상 매칭을 수행하여 매칭 에코를 얻으며, 그 다음 획득한 매칭 에코에 근거하여 에코 예측 신호를 확정하며, Ag가 갖는 값은 1보다 작지 않은 실수이고 일반적으로 1~8을 취하며 잔류 에코의 강도에 의해 정한다.
절차 S126 중에서 제2 잔류 에코 필터링 신호 중에서 확정된 에코 예측 신호를 빼 버리면 분리한 음성 신호를 얻는다.
맨 마지막에 절차 S127 중에서 분리한 음성 신호를 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환시킨다.
상술한 실시예 중에서 송화기 어레이가 두 개의 송화기를 포함한 상황을 예로 설명을 진행하였다. 실제적인 응용중에서 송화기 어레이 중의 송화기 개수는 더욱 큰 수치일 수 있고, 예를 들면 3, 4, 5 등이다. 아래에 본 발명 중의 일반적인 잔류 에코를 억제하는 장치와 방법에 대해 설명을 진행한다.
도 13은 본 발명의 실시예 중의 잔류 에코를 억제하는 장치의 일반적인 구조의 설명도이다. 해당 장치는 M개의 송화기와 하나의 수화기를 포함한 통화 설비에 적용하며, 그 중에서 M은 1보다 큰 자연수이고, 상술한 M개의 송화기는 일렬로 배열되어 어레이를 형성하며, 도 13에 표시된 바와 같이 해당 장치는 M개의 어댑티브 필터링 부품, 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품, 하나의 비교 선택기, 하나의 음성 확률 예측 부품, 하나의 곱셈기와 하나의 시간 주파수 변환기를 포함하며; 그 중에서
M개의 어댑티브 필터링 부품은 M개 경로의 송화기 신호를 각각 수화기 신호와 어댑티브 필터링 처리를 수행하고 M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 출력하는데 쓰이며;
필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품은 첫번째 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호와 각각 일일이 대응하고 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 부품 각각은 하나의 필터 어레이 내 필터, 하나의 감산기와 하나의 시간 주파수 변환기를 포함하며;
그 중에서 필터 어레이 내 필터는 대응하는 어댑티브 필터링 신호에 대해 필터 어레이에 의한 필터링 처리를 수행한 후 감산기에 출력하는데 쓰이며; 감산기는 제1 경로 어댑티브 필터링 신호와 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호를 상호 감하는 처리를 수행한 후 시간 주파수 변환기에 출력하는데 쓰이며; 시간 주파수 변환기는 수신한 신호에 대해 시간 주파수 변환 처리를 수행한 후, 주파수 영역 신호를 비교 선택기에 출력하는데 쓰이며;
비교 선택기는 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품이 출력한 M-1개의 주파수 영역 신호를 수신하고 그 중에서 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이며;
음성 확률 예측 부품은 두 개의 주파수 변환기와 하나의 음성 확률 예측기를 포함하며; 그 중에서 상술한 두 개의 시간 주파수 변환기는 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 각각 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 음성 확률 예측기에 출력하는데 쓰이며; 음성 확률 예측기는 수신한 두 개 경로의 신호에 근거하여 음성 확률 필터링 처리를 수행하고 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이며;
곱셈기는 수신한 두 개 경로의 주파수 영역 신호에 대해 서로 곱하기 처리를 수행한 후 주파수 시간 변환기에 출력하는데 쓰이며;
주파수 시간 변환기는 수신한 신호에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후, 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호로 한다.
도 13에 표시된 장치 중에서, M가 2와 같을 때, 상술한 비교 선택기는 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 하나의 부품이 출력한 하나의 주파수 영역 신호를 수신하고 해당 주파수 영역 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이거나; 또는 도 3에 표시된 장치는 비교 선택기를 포함하지 않고 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 부품 중의 시간 주파수 변환기는 직접 주파수 영역 신호를 곱셈기에 출력하며, 이때 도 13에 표시된 장치는 3이 표시한 장치로 변형한다.
도 13에 표시된 바와 같이, 해당 장치는 상술한 곱셈기와 주파수 시간 변환기 사이에 하나의 주파수 스펙트럼 필터링 부품을 더 포함하고 있으며;
주파수 스펙트럼 필터링 부품은 하나의 시간 주파수 변환기, 하나의 주파수 스펙트럼 필터와 하나의 감산기를 포함하고; 그 중에서 시간 주파수 변환기는 수화기 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 주파수 스펙트럼 필터에 출력하는데 쓰이며; 주파수 스펙트럼 필터는 곱셈기의 출력 신호와 시간 주파수 변환기의 출력 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행한 후 감산기에 출력하는데 쓰이며; 감산기는 곱셈기의 출력 신호와 주파수 스펙트럼 필터의 출력 신호를 감법 처리를 수행한 후 주파수 시간 변환기에 출력하는데 쓰인다.
도 13에 표시된 장치 중에서, 상술한 필터 어레이 내 필터의 가중치는 아래 수식에 의해 확정되며,
Figure 112012088270484-pct00044
Figure 112012088270484-pct00045
그 중에서 h는 필터 어레이 내 필터이고, e1은 제1 경로 어댑티브 필터링 신호이고, e2는 해당 필터 어레이 내 필터가 대응하는 어댑티브 필터링 신호이고, D1은 수화기와 제1 경로 송화기 사이의 거리이며, D2는 수화기와 해당 필터 어레이 내 필터가 대응하는 송화기 사이의 거리이며, c는 음속이다.
도 13에 표시된 장치 중에서, 상술한 음성 확률 예측기는 수신한 두 개 경로의 신호에 근거하여 소리 신호가 각각의 주파수 포인트 상에서의 송화기 어레이에 도착한 도착 각도
Figure 112014013646784-pct00046
를 계산하며; 또 아래 수식에 근거하여 음성 확률
Figure 112014013646784-pct00047
를 계산하며,
Figure 112014013646784-pct00048
;
Figure 112014013646784-pct00049
를 주파수 영역 음성 확률 신호로 여겨 감산기에 출력한다.
도 13에 표시된 장치 중에서, 상술한 주파수 스펙트럼 필터는 전체 주파수를 N개의 서브밴드로 나누는데 쓰이며, 서브밴드의 범위는
Figure 112012088270484-pct00050
이고, 각각의 서브밴드 내에서 아래와 같이 계산하며,
매칭 함수
Figure 112012088270484-pct00051
을 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00052
그 중에서 i는 서브밴드 번호이고,
Figure 112012088270484-pct00053
는 곱셈기의 출력 신호이고,
Figure 112012088270484-pct00054
는 시간 주파수 변환기의 출력 신호이며;
매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00055
를 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00056
;
매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00057
에 일정한 인자 Ag를 곱하여 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 얻어 감산기에 출력한다.
도 14는 본 발명의 실시예 중의 한가지 잔류 에코를 억제하는 방법의 일반적인 흐름도이다. 해당 방법은 M개의 송화기와 하나의 수화기를 포함한 통화 설비에 적용하며, 그 중에서 M는 1보다 큰 자연수이고, 상술한 M개의 송화기는 일렬로 배열되어 어레이를 형성하며, 도 14에 표시된 바와 같이 해당 방법은
1401, M개 경로의 송화기 신호에 대해 각각 수화기 신호와 함께 어댑티브 필터링 처리를 수행하여 M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 얻으며;
1402, 제1 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 각자 대응하는 필터 어레이에 의한 필터링 처리를 거친 후, M-1개 경로의 필터 어레이에 의한 필터링 출력 신호를 얻으며; 그 중에서 수화기와 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 상대적인 위치 관계에 근거하여 해당 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하며;
1403, 제1 경로 어댑티브 필터링 신호를 각각 상술한 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호와 신호를 서로 감하는 처리를 수행하여 M-1개 경로의 차의 값의 신호를 얻으며; 해당 M-1개 경로의 차의 값의 신호에 대해 각각 시간 주파수 전환 처리를 수행하고, 그 중에서 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 선택하며;
1404, 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후, 음성 확률 필터링 처리를 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역의 음성 확률 신호를 얻으며;
1405, 상술한 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행하고, 또 서로 곱한 처리의 결과에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호로 한다.
도 14에 표시된 방법 중에서, 상술한 M이 2와 같을 때,
상술한 제1 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 각자 대응하는 필터 어레이 내 필터의 처리를 거친 후에 얻은 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력하는 신호는, 제1 경로 이외의 다른 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 필터 어레이 내 필터의 처리를 거친 후에 얻은 하나의 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호이며;
상술한 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호를 각각 상술한 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호와 신호를 서로 감하는 처리를 수행하여 M-1개 경로의 차의 값의 신호를 얻으며; 해당 M-1개 경로의 차의 값의 신호에 대해 각각 시간 주파수 전환 처리를 수행하고 또 그 중에서 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 선택하는 것은, 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호와 다른 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호에 대해 신호를 서로 감하는 처리를 수행하여 하나의 경로의 차의 값의 신호를 얻으며, 해당 경로의 차의 값의 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행하며;
상술한 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행하는 것은, 상술한 주파수 영역 음성 확률 신호와 상술한 차의 값의 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후의 신호를 서로 곱하는 처리를 수행한다.
도 14에 표시된 방법 중에서, 상술한 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행한 후, 해당 방법은
서로 곱한 처리의 결과와 시간 주파수 전환 후의 수화기 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행하고, 또 서로 곱한 처리의 결과와 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 서로 감하는 처리를 수행하며, 서로 감한 처리 후의 결과에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후에 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호로 하는 것을 더 포함한다.
도 14에 표시된 방법 중에서, 상술한 수화기와 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 및 제1 경로 송화기 사이의 상대적인 위치 관계에 근거하여 해당 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하는 것은,
제1 경로 이외의 기타 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호 중의 각각의 현재 어댑티브 필터링 신호에 대하여, 아래 수식에 근거하여 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하는 것을 포함하며,
Figure 112012088270484-pct00058
Figure 112012088270484-pct00059
그 중에서 h는 필터 어레이 내 필터이고, e1은 제1 경로 어댑티브 필터링 신호이고, e2는 상술한 현재의 어댑티브 필터링 신호이고, D1은 수화기와 제1 경로 송화기 사이의 거리이고, D2는 수화기와 현재의 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 거리이고, c는 음속이다.
도 14가 표시한 방법 중에서, 상술한 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호는 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후, 음성 확률 필터링 처리를 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역의 음성 확률 신호를 얻는 것은,
제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호가 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후의 두 개 경로의 결과에 근거하여, 소리 신호가 각각의 주파수 포인트 상에서의 송화기 어레이에 도착하는 도착 각도
Figure 112014013646784-pct00060
를 계산하며;
그 다음 아래 수식에 근거하여 음성 확률
Figure 112012088270484-pct00061
를 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00062
；
Figure 112012088270484-pct00063
는 상술한 얻어진 주파수 영역 음성 확률 신호이다.
도 14가 표시한 방법 중에서, 상술한 서로 곱하는 처리의 결과와 시간 주파수 전환 후의 수화기 신호를 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행하는 것은,
전체 주파수를 N개의 서브밴드로 나누고, 서브밴드의 범위는
Figure 112012088270484-pct00064
이며, 각각의 서브밴드 내에서 아래와 같은 계산를 수행하고,
매칭 함수
Figure 112012088270484-pct00065
를 계산하며,
Figure 112012088270484-pct00066
그 중에서 i는 서브밴드 번호이고,
Figure 112012088270484-pct00067
는 상술한 서로 곱한 처리의 결과이고,
Figure 112012088270484-pct00068
는 수화기 신호가 시간 주파수 전환을 거친 후의 결과이며;
매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00069
계산하며,
Figure 112012088270484-pct00070
;
매칭 에코
Figure 112012088270484-pct00071
에 일정한 인자 Ag와 곱하여 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 얻으며;
그러면 상술한 서로 곱하는 처리의 결과와 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 서로 감하는 처리를 수행한 결과는
Figure 112012088270484-pct00072
이다.
도면을 참고하여 실시예의 방식으로 본 발명이 에코를 제거하는 송화기 어레이의 잔류 에코 제거 방법 및 시스템에 쓰이는 것을 서술하였다. 분명한 것은 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 조건하에서, 창조적인 노동을 지불할 필요가 없이 여기에서 공개된 특정된 장치와 기술에 대해 매우 많은 응용과 수정을 가할 수 있으며, 또 여기에서 공개된 특정된 장치와 기술과 다를 수 있다. 이 때문에 본 발명은 응당 여기에서 공개된 장치와 기술이 제출하거나 가지고 있는 각각의 신규 특징과 신규 특징의 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명이 개시한 내용에 근거하여 이루어진 효과가 같은 장식과 변화는 특허청구범위 중에 기재된 보호 범위 내에 포함시켜야 한다.

Claims (10)

  1. M개의 송화기와 하나의 수화기를 포함한 통신설비에 적용되는 잔류 에코를 억제하는 방법에 있어서, M은 1보다 큰 자연수이고, 상기 M개의 송화기는 일렬로 배열되어 어레이를 형성하며, 상기 방법은
    M개 경로의 송화기 신호에 대해 각각 수화기 신호와 어댑티브 필터링 처리를 수행하여 M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 얻는 단계;
    제1 경로 이외의 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 각각 대응하는 필터 어레이 내 필터(filter in a filter array)의 처리를 거친 후, M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력 신호를 얻으며, 수화기와 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 상대적인 위치 관계에 근거하여 해당 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하는 단계;
    제1 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 각각 상기 M-1개 경로의 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호와 서로 감하는 처리를 수행하여 M-1개 경로의 차의 값의 신호를 얻으며, 해당 M-1개 경로의 차의 값의 신호에 대해 각각 시간 주파수 전환 처리를 수행하고, 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 선택하는 단계;
    제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후, 음성 확률 필터링 처리를 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 얻는 단계;
    상기 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행하고, 서로 곱하는 처리의 결과에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후, 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 영역 음성 확률 신호와 선택한 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 서로 곱하는 처리를 수행한 후, 상기 방법은
    서로 곱하는 처리의 결과와 시간 주파수 전환 후의 수화기 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행하고, 서로 곱하는 처리의 결과와 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 서로 감하는 처리를 수행하며, 서로 감하는 처리 후의 결과를 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후, 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호를 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수화기와 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 상대적인 위치 관계에 근거하여 해당 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하는 단계가
    제1 경로 이외의 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호 중의 각각의 현재 어댑티브 필터링 신호에 대하여, 하기 수식,
    Figure 112014013646784-pct00073

    Figure 112014013646784-pct00074

    (h는 필터 어레이 내 필터이고, e1은 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호이고, e2는 상기 현재 어댑티브 필터링 신호이고, D1은 수화기와 제1 경로의 송화기 사이의 거리이고, D2는 수화기와 현재 어댑티브 필터링 신호가 대응하는 송화기 사이의 거리이고, c는 음속임)
    에 근거하여 필터 어레이 내 필터의 가중치를 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후, 음성 확률 필터링 처리를 수행하여 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 얻는 단계가
    제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후의 두 개 경로의 결과에 근거하여, 소리 신호가 각각의 주파수 포인트 상에서의 송화기 어레이에 도착하는 도착 각도
    Figure 112014013646784-pct00075
    를 계산하는 단계; 및
    수식
    Figure 112014013646784-pct00076

    (
    Figure 112014013646784-pct00077
    는 상기 얻어진 주파수 영역 음성 확률 신호임)
    에 근거하여 음성 확률
    Figure 112014013646784-pct00078
    를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 서로 곱하는 처리의 결과와 시간 주파수 전환 후의 수화기 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행하는 과정은
    전체 주파수를 N개 서브밴드로 나누고, 서브밴드의 범위는
    Figure 112014013646784-pct00079
    이고, 각각의 서브밴드 내에서,
    수식
    Figure 112014013646784-pct00080

    (i는 서브밴드 번호이고,
    Figure 112014013646784-pct00081
    는 상기 서로 곱하는 처리의 결과이고,
    Figure 112014013646784-pct00082
    는 수화기 신호가 시간 주파수 전환을 거친 후의 결과임)
    에 근거하여 매칭 함수
    Figure 112014013646784-pct00083
    를 계산하는 단계;
    수식
    Figure 112014013646784-pct00084
    에 근거하여 매칭 에코
    Figure 112014013646784-pct00085
    를 계산하는 단계;
    매칭 에코
    Figure 112014013646784-pct00086
    에 일정한 인자 Ag를 곱하여 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 얻는 단계; 및
    상기 서로 곱하는 처리의 결과와 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 서로 감하는 처리를 수식
    Figure 112014013646784-pct00087
    에 의하여 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 방법.
  6. M개의 송화기와 하나의 수화기를 포함하는 통화 설비에 적용되는 잔류 에코를 억제하는 장치로서, M은 1보다 큰 자연수이고, 상기 M개의 송화기는 일렬로 배열되어 어레이를 형성하며, 상기 장치는 M개의 어댑티브 필터링 부품, 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품, 하나의 비교 선택기, 하나의 음성 확률 예측 부품, 하나의 곱셈기와 하나의 시간 주파수 변화기를 포함하며,
    M개의 어댑티브 필터링 부품은 M개 경로의 송화기 신호에 대해 각각 수화기 신호와 어댑티브 필터링 처리를 수행하고, M개 경로의 어댑티브 필터링 신호를 출력하는데 쓰이며;
    필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품은 각각 제1 경로 이외의 M-1개 경로의 어댑티브 필터링 신호와 일일이 대응하고, 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 부품 각각은 하나의 필터 어레이 내 필터와 하나의 감산기와 하나의 시간 주파수 변환기를 포함하며;
    필터 어레이 내 필터는 대응하는 어댑티브 필터링 신호에 대해 필터 어레이에 의한 필터링 처리를 수행한 후 감산기에 출력하는데 쓰이며; 감산기는 제1 경로 어댑티브 필터링 신호와 필터 어레이 내 필터가 출력한 신호를 서로 감하는 처리를 수행한 후 시간 주파수 변환기에 출력하는데 쓰이며; 시간 주파수 변환기는 수신한 신호에 대해 시간 주파수 변환 처리를 수행한 후 주파수 영역 신호를 비교 선택기에 출력하는데 쓰이며;
    비교 선택기는 필터 어레이에 의한 필터링을 위한 M-1개의 부품이 출력한 M-1개의 주파수 영역 신호를 수신하고, 에너지가 제일 작은 하나의 경로의 주파수 영역 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이며;
    음성 확률 예측 부품은 두 개의 시간 주파수 변환기와 하나의 음성 확률 예측기를 포함하고, 상기 두 개의 시간 주파수 변환기는 각각 제1 경로와 제M 경로의 어댑티브 필터링 신호에 대하여 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 음성 확률 예측기에 출력하는데 쓰이며; 음성 확률 예측기는 수신한 두 개 경로의 신호에 근거하여 음성 확률 필터링 처리를 수행하고 하나의 경로의 주파수 영역 음성 확률 신호를 곱셈기에 출력하는데 쓰이며;
    곱셈기는 수신한 두 개 경로의 주파수 영역 신호에 대해 서로 곱하는 처리를 수행한 후, 주파수 시간 변환기에 출력하는데 쓰이며;
    주파수 시간 변환기는 수신한 신호에 대해 주파수 시간 전환 처리를 수행한 후, 잔류 에코를 억제한 후의 음성 출력 신호를 얻는데 쓰이는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    잔류 에코를 억제하는 장치는 상기 곱셈기와 주파수 시간 변환기 사이에 하나의 주파수 스펙트럼 필터링 부품을 더 포함하며;
    주파수 스펙트럼 필터링 부품은 하나의 시간 주파수 변환기와 하나의 주파수 스펙트럼 필터와 하나의 감산기를 포함하며; 시간 주파수 변환기는 수화기 신호에 대해 시간 주파수 전환 처리를 수행한 후 주파수 스펙트럼 필터에 출력하는데 쓰이며; 주파수 스펙트럼 필터는 곱셈기의 출력 신호와 시간 주파수 변환기의 출력 신호에 대해 주파수 스펙트럼 필터링 처리를 수행한 후 감산기에 출력하는데 쓰이며; 감산기는 곱셈기의 출력 신호와 주파수 스펙트럼 필터의 출력 신호를 감하는 처리를 수행한 후 주파수 시간 변환기에 출력하는데 쓰이는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 필터 어레이 내 필터의 가중치는 하기 수식,
    Figure 112014013646784-pct00088

    Figure 112014013646784-pct00089

    (h는 필터 어레이 내 필터이고, e1은 제1 경로의 어댑티브 필터링 신호이고, e2는 해당 필터 어레이 내 필터가 대응하는 어댑티브 필터링 신호이고, D1은 수화기와 제1 경로 송화기 사이의 거리이고, D2는 수화기와 해당 필터 어레이 내 필터가 대응하는 송화기 사이의 거리이고, c는 음속임)
    에 의해 확정되는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 음성 확률 예측기는 수신한 두 개 경로의 신호에 근거하여 소리 신호가 각각의 주파수 포인트 상에서의 송화기 어레이에 도착하는 도착 각도
    Figure 112014013646784-pct00090
    를 계산하는데 쓰이며; 수식
    Figure 112014013646784-pct00091
    에 근거하여 음성 확률
    Figure 112014013646784-pct00092
    를 계산하며;
    Figure 112014013646784-pct00093
    를 주파수 영역 음성 확률 신호로 여겨 감산기에 출력하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 주파수 스펙트럼 필터는 전체 주파수를 N개의 서브밴드로 나누고, 서브밴드 범위는
    Figure 112012088270484-pct00094
    이고, 각각의 서브밴드 내에서,
    수식
    Figure 112012088270484-pct00095

    (i는 서브밴드 번호이고,
    Figure 112012088270484-pct00096
    는 곱셈기가 출력한 신호이고,
    Figure 112012088270484-pct00097
    는 시간 주파수 변환기의 출력 신호임)
    에 근거하여 매칭 함수
    Figure 112012088270484-pct00098
    를 계산하는 것;
    수식
    Figure 112012088270484-pct00099
    에 근거하여 매칭 에코
    Figure 112012088270484-pct00100
    를 계산하는 것;
    매칭 에코
    Figure 112012088270484-pct00101
    에 일정한 인자 Ag를 곱하여 주파수 스펙트럼 필터링 후의 결과를 얻은 후 감산기에 출력하는 것을 특징으로 하는 잔류 에코를 억제하는 장치.
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