CN105635501A - 用于回声消除的***和方法 - Google Patents
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Abstract
提供用于改进车辆客舱中的声学回声消除的***和方法。利用远端语音控制模块对远端语音来源进行检测。利用波束形成模块形成指向说话乘员且基于远端语音的主波束。利用声学回声消除模块基于远端语音形成回声消除滤波器。用传声器阵列中的至少一个传声器接收来自说话乘员的可听信息以生成传声器信号。利用空间滤波器基于主波束和回声消除滤波器对传声器信号进行滤波从而生成客舱输出信号，其被播放至远端语音来源。
Description
技术领域
本发明总体上涉及回声消除，更具体地涉及用于多个传声器的回声消除的***和方法。
背景技术
现代车辆（如汽车）常常配备有便于车辆乘员与远端装置（例如蜂窝式电话）的人之间的通信的***。例如，免提呼叫***可使用车辆客舱中的一个或多个传声器将来自车辆乘员的可听信息传输至远距离呼叫者，同时在车辆的音响***中播放来自远距离呼叫者的远端语音。然而，所播放的远端语音可被传声器接收，并且因而导致在传输至远距离呼叫者的信号中的不希望的反馈和声学回声。因此，远距离呼叫者可在从免提呼叫***所接收信号中听到声学回声。
因此，期望提供用于客舱中的回声消除的***和方法，该回声消除允许用于具有最低数量的声学回声消除模块（AECM）的多个传声器的远端语音的回声消除。另外，期望增强客舱中乘员与远端装置之间的通信。从随后的详细说明和所附权利要求书，结合附图及前述的技术领域和背景技术，本发明的其它期望的特征和特性将变得明显。
发明内容
在一个实施例中，提供用于促进车辆客舱中的声学回声消除的一种方法。根据该方法，利用远端语音控制模块检测远端语音来源。利用波束形成模块形成基于远端语音的指向说话乘员的主波束。利用声学回声消除模块基于远端语音而形成回声消除滤波器。用传声器阵列中的至少一个传声器接收来自说话乘员的可听信息从而生成传声器信号。利用空间滤波器基于主波束并且利用回声消除滤波器基于远端语音对传声器信号进行滤波从而生成客舱输出信号，该输出信号被播放至远端语音来源。
在一个实施例中，提供用于促进车辆客舱中的声学回声消除的一种***。该***包括具有处理器和储存器的远端语音控制模块。远端语音控制模块检测远端语音来源，并且将客舱输出信号播放至远端语音来源。传声器阵列接收来自说话乘员的可听信息并且基于该可听信息生成传声器信号。波束形成模块基于远端语音形成指向说话乘员的主波束。声学回声消除模块基于远端语音而形成回声消除滤波器。将基于主波束和回声消除滤波器的空间滤波器应用于传声器信号从而生成客舱输出信号，然后将其播放至远端语音来源。
本申请还提供了以下技术方案。
方案1.一种促进在一个区中的声学回声消除的方法，包括：
利用远端语音控制模块检测远端语音来源；
利用波束形成模块，基于所述远端语音形成用于说话乘员的主波束；
利用声学回声消除模块，基于所述远端语音形成回声消除滤波器；
利用传声器阵列中的至少一个传声器接收来自所述说话乘员的可听信息，并且基于所述可听信息生成传声器信号；
利用基于所述主波束、所述回声消除滤波器、和所述远端语音的空间滤波器，对所述传声器信号进行滤波，从而生成输出信号；以及
将所述输出信号播放至所述远端语音来源。
方案2.如方案1所述的方法，还包括：
基于所述远端语音，在至少一个固定波束形成器输出信号与至少一个自适应波束形成器输出信号之间进行选择。
方案3.如方案1所述的方法，还包括：
基于所述远端语音，在至少一个固定传声器混合器输出信号与至少一个自适应传声器混合器输出信号之间进行选择。
方案4.如方案1所述的方法，还包括：
利用所述波束形成模块在适应速率下自适应地形成所述主波束，所述适应速率基于所述远端语音。
方案5.如方案1所述的方法，还包括：
利用多个波束形成模块自适应地形成多个主波束，各主波束基于所述远端语音被指向所述区域中的一区；以及
通过基于所述说话乘员来选择所述多个主波束的所述主波束，而对所述传声器信号进行滤波。
方案6.如方案1所述的方法，还包括：
将所述传声器信号分成多个频带，各频带具有子带信号；
利用使用基于所述频带的空间滤波器的子带波束形成模块和所述回声消除滤波器对每个所述子带信号进行滤波以生成子带波束信号；以及
对所述子带信号进行合成，从而生成所述输出信号。
方案7.一种用于客舱中的声学回声消除的***，包括：
具有处理器和储存器的远端语音控制模块，所述远端语音控制模块构造成检测远端语音来源且将客舱输出信号播放至所述远端语音来源；
传声器阵列，所述传感器阵列构造成接收来自说话乘员的可听信息并且响应于其而生成传声器信号；
波束形成模块，所述波束形成模块构造成基于所述远端语音而形成用于所述说话乘员的主波束；
声学回声消除模块，所述声学回声消除模块构造成基于所述远端语音而形成回声消除滤波器；以及
空间滤波器，所述空间滤波器构造成基于所述主波束和所述回声消除滤波器对所述传声器信号进行滤波，并且基于所述传声器信号而生成所述客舱输出信号。
方案8.如方案7所述的***，还包括：
至少一个固定波束形成模块，其构造成生成至少一个固定波束形成输出信号；以及
至少一个自适应波束形成模块，其构造成生成至少一个自适应波束形成输出信号，
其中基于所述远端语音对所述至少一个固定波束形成输出信号和所述至少一个自适应波束形成输出信号进行选择。
方案9.如方案7所述的***，还包括：
至少固定传声器混合器模块，其构造成生成至少一个固定传声器混合器输出信号；以及
至少一个自适应传声器混合器模块，其构造成生成至少一个自适应传声器混合器输出信号，
其中基于所述远端语音对所述至少一个固定传声器混合器输出信号和所述至少一个自适应传声器混合器输出信号进行选择。
方案10.如方案7所述的***，其中，所述波束形成模块构造成自基于所述远端语音以适应速率自适应地形成所述主波束。
方案11.如方案10所述的***，其中，当检测到远端语音时减小所述适应速率。
方案12.如方案7所述的***，还包括：
至少两个波束形成模块，所述波束形成模块构造成形成至少两个主波束，
其中各主波束指向在所述客舱中的一个区，并且所述空间滤波器基于来自至少一个所选择区的所述主波束。
方案13.如方案7所述的***，还包括：
子带滤波器，所述子带滤波器构造成基于带频将所述传声器信号分成多个子带；以及
合成滤波器，所述合成滤波构造成将所述多个子带加以连接从而生成所述声信号，
其中所述空间滤波器构造成基于所述带频对每个所述子带进行滤波。
方案14.一种车辆，包括：
客舱；以及
用于所述客舱中的声学回声消除的***，所述***包括：
具有处理器和储存器的远端语音控制模块，所述远端语音控制模块构造成对远端语音来源进行检测并将客舱输出信号播放至所述远端语音来源；
传声器阵列，其用于接收来自说话乘员的可听信息并且响应于其而生成传声器信号；
波束形成模块，所述波束形成模块构造成基于所述远端语音而形成用于所述说话乘员的主波束；
声学回声消除模块，所述声学回声消除模块构造成基于所述远端语音而形成回声消除滤波器；以及
空间滤波器，所述空间滤波器构造成基于所述主波束和所述回声消除滤波器对所述传声器信号进行滤波，并且基于所述传声器信号生成所述客舱输出信号。
方案15.如方案14所述的***，还包括：
至少一个固定波束形成模块，其构造成生成至少一个固定波束形成输出信号；以及
至少一个自适应波束形成模块，其构造成生成至少一个自适应波束形成输出信号，
其中基于所述远端语音，对所述至少一个固定波束形成输出信号和所述至少一个自适应波束形成输出信号进行选择。
方案16.如方案14所述的车辆，还包括：
至少固定传声器混合器模块，其构造成生成至少一个固定传声器混合器输出信号；以及
至少一个自适应传声器混合器模块，其构造成生成至少一个自适应传声器混合器输出信号，
其中基于所述远端语音对所述至少一个固定传声器混合器输出信号和所述至少一个自适应传声器混合器输出信号进行选择。
方案17.如方案14所述的车辆，其中，所述波束形成模块构造成基于所述远端语音以适应速率自适应地形成所述主波束。
方案18.如方案17所述的车辆，其中，当检测到远端语音时减小所述适应速率。
方案19.如方案14所述的车辆，还包括：
至少两个波束形成模块，其构造成形成至少两个主波束，
其中各主波束指向所述客舱中的一区，并且所述空间滤波器基于来自至少一个所选择区的主波束。
方案20.如方案14所述的车辆，还包括：
子带滤波器，所述子带滤波器构造成基于一带频将所述传声器信号分成多个子带；以及
合成滤波器，所述合成滤波器构造成将所述多个子带加以连接从而生成所述客舱输出信号，
其中所述空间滤波器构造成基于所述带频对每个所述子带进行滤波。
附图说明
在下文中将结合以下附图来描述示例性实施例，其中类似的附图标记代表类似的要素，并且其中：
图1示出了根据一示例性实施例的具有声学回声消除***的车辆；
图2示出了根据一示例性实施例的声学回声消除***；
图3是示出利用图1中所示***来进行声学回声消除的方法的流程图；
图4示出了根据一示例性实施例的声学回声消除***；
图5示出了根据一示例性实施例的声学回声消除***；
图6示出了根据一示例性实施例的声学回声消除***；
图7示出了根据一示例性实施例的声学回声消除***；以及
图8示出了根据一示例性实施例的声学回声消除***。
具体实施方式
以下的详细说明在本质上只是示例性的而并非意图限制本发明的应用和使用。而且，没有意图受到在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者以下具体实施方式中所给出任何明示或暗示理论的约束。应当理解的是，在所有附图中，相应的附图标记表示类似或相应的部件和特征。如本文中所使用的，术语模块是指任何硬件、软件、固件、电子控制元件、处理逻辑、和/或处理器装置，单独地或者以任意组合，包括但不限于：专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享处理器、专用处理器、或组处理器）和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的部件。
参照附图，其中贯穿若干视图，类似的附图标记表示类似的部件，本文中示出了具有客舱20和声学回声消除***100的车辆10。在示例性实施例中，车辆10为汽车。然而，声学回声消除***100也可实施于和/或使用于其它类型车辆或者非车辆用途。例如，其它车辆包括但不限于航空器、航天器、公共汽车、火车等。如图1中所示，声学回声消除***100包括：具有处理器模块112和存储器114的远端语音控制模块110、传声器阵列120、波束形成模块130、声学回声消除模块140和远端语音来源150。
参照图1，提供声学回声消除***100的一个实施例。车辆10包括传声器阵列120，以拾取来自客舱20中的乘员30-33的可听指令和信息。在一个实例中，传声器阵列120被用于接收来自说话乘员30的可听指令和信息。在一个实例中，传声器阵列120接收可听指令从而使说话乘员30能够通过语音识别经由车辆通信总线与一个或多个车辆***（如信息娱乐***等）进行通信。
车辆10使用传声器阵列120和扬声器40，使车辆乘员30-33能够与远端语音来源150（如远离车辆10的远距离移动电话）进行通信。远端语音来源150经由扬声器40被播放，以便车辆乘员30-33可以听到来自远端语音来源150的信息。然而，可听远端语音154可以被传声器阵列120拾取，随后以回声的形式被转播至远端语音来源150。因此，声学回声消除对于改进远端语音来源150与客舱20中车辆乘员30-33之间的通信是必需的。
声学回声消除***100包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、波束形成模块130、声学回声消除模块140、和远端语音来源150。虽然为简单起见将声学回声消除***100的各部件描绘为经过直接连接而联系，但本领域技术人员应当理解的是可经由车辆通信总线（如CAN总线、FlexRay、A2B总线或者其它已知的通信总线）来实施声学回声消除***100。
远端语音控制模块110传输并接收在声学回声消除***100内部的数据，并且具有处理器模块112和存储器114。处理器模块112执行计算操作并且访问存储于存储器114中的电子数据。存储器114中可包含说话乘员30-33的预定位置、在客舱20中的预定的声学区、或者与车辆客舱20有关的其它预定的空间关系。
远端语音控制模块110对来自远端语音来源150的远端语音信号152进行检测，又利用扬声器40将该远端语音信号以可听远端语音154的形式在客舱20中播放。通过接收作为输入的远端语音信号152，声学回声消除***100能够声学地从提供给远端语音来源150的客舱输出信号142中去除远端语音信号152，因此去除回声。远端语音控制模块110进一步基于远端语音信号152的存在而在固定波束形成器输出信号132a与自适应波束形成器输出信号134a之间进行选择。
传声器阵列120包括至少两个传声器122，并且接收来自说话乘员（未示出）的可听信息并由其而生成传声器信号124。在声学回声消除***100的一个实施例中，传声器阵列120中的传声器122被布置成在客舱中彼此靠近。本领域技术人员应当理解的是，传声器阵列120中的传声器122构成相位传感器阵列，因此应当合理地位于彼此接近的位置。在一实施例中，传声器122被布置成形成在客舱20中的区，并且在每个区中存在一个传声器122。在一实施例中，在每个区中存在至少两个传声器122。在一实施例中，将传声器122布置在客舱20中，使得对于每个乘员30-33存在一个专用的传声器122。在一实施例中，对于每个乘员30-33存在至少两个传声器122。
波束形成模块130形成指向说话乘员30的主波束138。图1的实施例的波束形成模块130包括固定波束形成器132和自适应波束形成器134。基于远端语音控制模块110对远端语音信号152的检测，波束形成模块130利用固定波束形成器132或者自适应波束形成器134形成主波束138。当使用固定波束形成器132时，主波束138的方向是固定的。当使用自适应波束形成器134时，波束方向可基于客舱中的乘员位置、干扰和声学条件而动态地变化。
自适应波束形成或者空间滤波是使用传感器阵列提供方向信号接收的技术。通过使用相位阵列，在特定角度上的信号经历相长干涉而在其它角度上的信号经历相消干涉。这样，波束形成提供一种用于构建空间滤波从而选择性地增加在一些角度上所接收信号的幅度同时减小在其它角度上所接收信号的幅度的方法。
在自适应波束形成器134的波束形成适应中隐含地确定说话乘员30的位置。说话乘员30的位置还可以是存储于存储器114中的预定位置，如上所详细描述的。
也可通过使自适应波束形成器输出信号134a的变化最小化而由波束形成器130确定说话乘员30的位置，如本领域技术人员已知的。波束形成器130可进一步利用算法（如线性约束最小方差（LCMV）算法）隐含地估计说话乘员30的位置。在一实施例中，说话乘员30的位置是预定的。在一实施例中，车辆传感器（未示出）如座椅传感器提供与乘员30-33相对于传声器阵列120的位置有关的信息。例如，座椅传感器可用于确定前座乘员31是否在客舱20中。该传感器也可提供与在座椅上驾驶员30的位置有关的信息。
自适应波束形成是通过对来自传声器阵列120的传声器信号124进行滤波和处理并且将波束形成输出合并而实现。波束形成模块130可以用于提取所需的信号并且根据它们的空间位置排斥干扰信号。这样，波束形成模块130对由传声器阵列120所接收的信号进行处理，从而提取所需信息，如说话乘员30的声音，同时排斥不需要的信号，如客舱20中的环境噪声。
在一实施例中，当远端语音控制模块110未检测到远端语音时，使用自适应波束形成器134。本领域技术人员应当理解的是，当远端语音未在客舱20内部播放时，不必对传声器信号124执行声学回声消除。在这种情况下，利用空间滤波器基于主波束对传声器信号124进行滤波从而生成自适应波束形成器输出信号134a，该输出信号被远端语音控制模块110选择为客舱输出信号142，然后将该输出信号播放至远端语音来源150。
当远端语音控制模块110检测到来自远端语音来源150的进来的信息时（该信息将又以可听远端语音154的形式在客舱20中播放），在将客舱输出信号142播放至远端语音来源150之前对传声器信号124执行声学回声消除。
通过由远端语音控制模块110检测来源于远端语音来源150的远端语音信号152的存在而执行声学回声消除。远端语音信号152以可听远端语音154的形式通过扬声器40而播放，并且随后可被传声器阵列120拾取。因此，远端语音信号152可存在于（具有延迟）传声器信号124中。必要时，声学回声消除模块140通过从固定波束形成器输出信号134a中扣减远端语音信号152而去除回声，从而生成客舱输出信号142。
因此，在图1和图2的声学回声消除***100的实施例中，当远端语音控制模块110检测到来自远端语音来源150的进来的信息时，波束形成模块130利用固定波束形成器132形成主波束138，之后利用单个声学回声消除模块140对固定波束形成器输出信号132a执行回声消除从而生成客舱输出信号142。这样，波束形成模块130基于由远端语音控制模块110所检测的远端语音信号152的存在，而选择性地使用固定波束形成器输出信号132a或者自适应波束形成器输出信号134a。
当使用自适应波束形成器134时，波束形成模块130结合传声器阵列120隐含地确定说话乘员30的位置，如上所述。如本领域技术人员已知的，波束形成模块130可同时地形成主波束138并且滤波传声器输出信号124。
现在参照图3并继续参照图2，流程图示出了根据本公开的由图1和图2的声学回声消除***100所执行的方法。正如根据本公开可以理解的，该方法中的操作顺序并不局限于如图3中所示的顺序执行，但适用时可以以一个或多个变化的顺序以及根据给定用途的要求而执行。如上所述，波束形成模块130可同时地形成主波束138和滤波传声器输出信号124。
在各种示例性实施例中，在车辆10运行期间，声学回声消除***100和方法是基于预定的事件而运行并且/或者可以连续地运行。所述方法开始于200。在210，由远端语音控制模块110对远端语音信号152进行检测。在220，主波束138由波束形成器模块130形成，并且指向说话乘员30的位置。此外，如上所述，在220，可由固定波束形成器132或自适应波束形成器134形成主波束138。在230，由声学回声消除模块140基于由远端语音控制模块110所检测的远端语音信号152而形成回声消除滤波器。
在240，由传声器阵列120的传声器122接收来自说话乘员30的可听信息从而生成传声器信号124。在250，利用空间滤波器根据主波束138和回声消除滤波器对传声器信号124进行滤波和处理，从而生成客舱输出信号142。在260，将客舱输出信号142播放至远端语音来源。在270，所述方法结束。
本领域技术人员应当理解的是，可进行额外的滤波和处理来提高客舱输出信号142的质量。例如，也可基于客舱20中的噪声执行噪声降低和动态放大。
这样，声学回声消除***100利用远端语音控制模块110、传声器阵列120、波束形成模块130、和声学回声消除模块140对信号进行空间滤波，随后该信号被播放至远端语音来源150。波束形成模块130在远端语音控制模块110检测到远端语音信号152时利用固定波束形成器132并且当不存在远端语音时利用自适应波束形成器134形成主波束138。
现在参照图4，提供声学回声消除***101的一实施例。在此实施例中，声学回声消除***101使用具有固定传声器混合器162的传声器处理模块160和自适应传声器选择模块164。因为类似的部件被使用于与声学回声消除***100有关的声学回声消除***101，所以将使用类似的附图标记。如同图2的实施例，声学回声消除***101包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、声学回声消除模块140、和远端语音来源150。
固定传声器混合器162根据预定的混合设置将来自各传声器122的传声器信号124加以混合。预定的混合设置可被存储于存储器114中，并且可包括改变传声器信号124水平或其它动态变化。自适应传声器选择模块164基于说话乘员30而选择传声器122。例如，可将各传声器122调整至特定的乘员30-33。因此，当乘员30-33正在说话时，自适应传声器选择模块164选出被调整至相应的乘员30-33的传声器122。
类似于图2的实施例，在客舱输出信号142的生成中对固定传声器混合器162和自适应传声器选择模块164的使用取决于远端语音控制模块110是否检测到远端语音信号152。当远端语音控制模块110检测到远端语音信号152时，传声器处理模块160利用固定传声器混合器162生成固定传声器混合器输出信号162a，之后利用单个声学回声消除模块140执行回声消除并且生成客舱输出信号142，如上所述。
相反，当远端语音控制模块110时未检测到远端语音信号152时，传声器处理模块160利用自适应传声器选择模块164生成自适应传声器选择输出信号164a。这样，基于远端语音控制模块110所检测的远端语音信号152的存在，传声器处理模块160选择性地使用固定传声器混合器162来生成固定传声器混合器输出信号162a或者自适应传声器选择模块164来生成自适应传声器选择输出信号164a。
现在参照图5，提供声学回声消除***102的一实施例。在此实施例中，声学回声消除***102使用可变自适应速率波束形成模块131。因为将类似的部件使用于与声学回声消除***100、101有关的声学回声消除***102，所以将使用类似的附图标记。如同前述的实施例，声学回声消除***102包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、声学回声消除模块140、和远端语音来源150。
在图5的实施例中，远端语音控制模块110包括自适应速率控制模块116。基于远端语音信号152的存在，自适应速率控制模块116可变地调节可变自适应速率波束形成模块131的自适应速率。当远端语音控制模块110检测到远端语音时，自适应速率控制模块116减慢可变自适应速率波束形成模块131的自适应速率。在本实施例中，当检测到远端语音信号152且必须执行声学回声消除时，自适应速率控制模块116减慢，或者在一些情况下停止，可变自适应速率波束形成模块131的自适应速率。换句话说，当未检测到远端语音信号152时，可变自适应速率波束形成模块131有效地起自适应波束形成器的作用。然而，当检测到远端语音信号152且自适应速率被减慢或者在一些情况下被停止时，波束形成模块131有效地起固定波束形成器的作用。
现在参照图6，提供声学回声消除***103的一实施例。在此实施例中，声学回声消除***103使用具有固定波束形成器132和多个自适应波束形成器134、137的波束形成模块133。因为将类似的部件使用于与声学回声消除***100-102有关的声学回声消除***103，所以将使用类似的附图标记。如同前述的实施例，声学回声消除***103包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、声学回声消除模块140、和远端语音来源150。
图6的实施例是图2中的实施例的延伸，图2中的实施例允许当多个乘员30-33正在说话时在客舱20中进行分区。本领域技术人员应当理解的是，虽然存在被描绘于波束形成模块133中的两个自适应波束形成器134、137，但在不背离本公开的精神的前提下也可使用其它自适应波束形成器134、137从而允许在客舱20内形成其它区。因此，应理解的是，图6中所示自适应波束形成器134、137的数量仅仅是示例性的，并且本公开考量其它的自适应波束形成器134、137。
在图6的实施例中，当远端语音控制模块110未检测到远端语音信号152时，波束形成模块133使用自适应波束形成器134、137并且基于有效区选择自适应波束形成器134、137。例如，自适应波束形成器134可对应于客舱20的第一区，并且自适应波束形成器137可对应于客舱20的第二区。如果第一区为有效区，则选择自适应波束形成器输出信号134a。如果第二区为有效区，则选择自适应波束形成器输出信号137a。因此，可在客舱20中形成多个声学区，正如本领域技术人员已知的。
类似地，当远端语音控制模块110检测到远端语音信号152时，波束形成模块133选择性地使用固定波束形成器132生成固定波束形成器输出信号132a，如上面关于图2所详细描述的。因此，本实施例允许在提供给多个说话乘员的多个区执行声学回声消除。
现在参照图7，提供声学回声消除***104的一实施例。在此实施例中，声学回声消除***104包括波束形成模块330，该模块具有在客舱20的每个区中的固定波束形成器132、139和自适应波束形成器134、137。因为将类似的部件使用于与声学回声消除***100-103有关的声学回声消除***104，所以将使用类似的附图标记。如同前述的实施例，声学回声消除***104包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、声学回声消除模块140、和远端语音来源150。
声学回声消除***104是图6的声学回声消除***103的延伸，该消除***103允许当多个乘员30-33正在说话且存在远端语音时在客舱20中进行分区和回声消除。本领域技术人员应当理解的是，虽然存在示出在波束形成模块330中的两个自适应波束形成器134、137和两个固定波束形成器132、139，但不背离本公开的精神的前提下也可使用其它的自适应波束形成器134、137和固定波束形成器132、139，从而允许在客舱20内部形成其它区。因此，应当理解的是，图7中所示自适应波束形成器134、137和固定波束形成器132、139的数量只是示例性的，并且本公开考量其它的自适应波束形成器134、137和固定波束形成器132、139。此外，可存在用于客舱20中的各区的多个自适应波束形成器134、137，使得存在比固定波束形成器132、139更多的总的自适应波束形成器134、137。
在声学回声消除***104中，存在用于客舱20中的各区的一个固定波束形成器132、139、一个声学回声消除模块140、和一个自适应波束形成器134、137。例如，如果在客舱20中存在两个区，将会提供固定波束形成器132和自适应波束形成器134来处理第一区，并且将会提供固定波束形成器139和自适应波束形成器137来处理第二区。然而，如上所详细描述，本公开考量用于各区的其它自适应波束形成器134、137。
在图7的实施例中，当远端语音控制模块110未检测到远端语音信号152时，波束形成模块330使用自适应波束形成器134、137并且基于有效区选择自适应波束形成器134、137。例如，自适应波束形成器134可对应于客舱20的第一区，自适应波束形成器137可对应于客舱20的第二区。如果第一区为有效区，则选择自适应波束形成器输出信号134a。如果第二区为有效区，则选择自适应波束形成器输出信号137a。因此，可在客舱20中形成多个声学区，正如本领域技术人员已知的。
类似地，当远端语音控制模块110检测到远端语音信号152时，波束形成模块330基于有效区选择性地使用固定波束形成器132、139。例如，固定波束形成器132可对应于客舱20的第一区，固定波束形成器139可对应于客舱20的第二区。如果第一区为有效区，则选择固定波束形成器输出信号132a。如果第二区为有效区，则选择固定波束形成器输出信号139a。这个构造也允许在两个区中同时地执行声学回声消除。例如，如果一区和二区均为有效区并且存在远端语音，可在这两个区中执行声学回声消除。因此，本实施例允许在提供给多个说话乘员的多个区中执行声学回声消除。
现在参照图8，提供声学回声消除***105的一实施例。在此实施例中，声学回声消除***105利用分析滤波器组170将由传声器阵列120所生成的传声器信号124分成多个频带。每个频带具有子带信号，其独立地对该子带信号进行处理从而去除声学回声。此外，对各带执行远端语音检测、波束形成、和其它处理。在对子带信号的每个执行声学回声消除之后，由合成滤波器组172对子带信号进行合成从而生成客舱输出信号142，该输出信号又被播放至远端语音来源150。因为将类似的部件使用于与声学回声消除***100-104有关的声学回声消除***105，所以将使用类似的附图标记。
如图8中所见且类似于前述的实施例，声学回声消除***104包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、和远端语音来源150。然而，在此实施例中，声学回声消除***104包括多个子带处理模块180a-c。每个子带处理模块180a-c包括波束形成模块135a-c、声学回声消除模块140a-c、和构造和适应控制器模块190a-c。这样，每个子带处理模块180a-c对由分析滤波器组170所生成的子带信号中的一个信号进行独立地处理。
本领域技术人员应当理解的是，虽然存在图8中所示的三个子带处理模块180a-c，但在不背离本公开的精神的前提下可使用其它的子带处理模块180a-c从而允许在客舱20内部形成其它的频率子带。因此，应当理解的是，图8中所示的子带处理模块180a-c的数量仅仅是示例性的，并且本公开考量其它子带处理模块180a-c。
每个子带处理模块180a-c接收来自分析滤波器组170的子带信号。基于由远端语音控制模块110所检测的远端语音信号152，适应控制器模块190a-c控制声学回声消除模块140a-c，从而对波束形成输出信号136a-c进行滤波。然后由合成滤波器组172对由每个子带处理模块180a-c输出的信号进行合成从而生成客舱输出信号142，该输出信号又被播放至远端装置150。
在全部的前述实施例中，可以用传声器混合器替代波束形成模块。例如，可以用固定传声器混合器替代固定波束形成器，并且可以用自适应传声器混合器替代自适应波束形成器。这样，可以考量不背离本发明的精神的前提下，例如传声器混合器的部件可以替代波束形成模块。
虽然在前面的详细说明中给出了各种示例性实施例，但应当理解的是存在大量的变型。也应当理解的是，这些示例性实施例只是实例，而并非意图以任何方式限制本公开的范围、应用或构造。不如说，前面的详细说明将给本领域技术人员提供用于实施示例性实施例的方便的线路图。应当理解的是，在不背离所附权利要求书及其法律上的等同方案中所陈述的本公开范围的前提下，可以在要素的功能和布置中作出各种变化。
Claims (10)
1.一种促进在一个区中的声学回声消除的方法，包括：
利用远端语音控制模块检测远端语音来源；
利用波束形成模块，基于所述远端语音形成用于说话乘员的主波束；
利用声学回声消除模块，基于所述远端语音形成回声消除滤波器；
利用传声器阵列中的至少一个传声器接收来自所述说话乘员的可听信息，并且基于所述可听信息生成传声器信号；
利用基于所述主波束、所述回声消除滤波器、和所述远端语音的空间滤波器，对所述传声器信号进行滤波，从而生成输出信号；以及
将所述输出信号播放至所述远端语音来源。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述远端语音，在至少一个固定波束形成器输出信号与至少一个自适应波束形成器输出信号之间进行选择。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述远端语音，在至少一个固定传声器混合器输出信号与至少一个自适应传声器混合器输出信号之间进行选择。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
利用所述波束形成模块在适应速率下自适应地形成所述主波束，所述适应速率基于所述远端语音。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
利用多个波束形成模块自适应地形成多个主波束，各主波束基于所述远端语音被指向所述区域中的一区；以及
通过基于所述说话乘员来选择所述多个主波束的所述主波束，而对所述传声器信号进行滤波。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
将所述传声器信号分成多个频带，各频带具有子带信号；
利用使用基于所述频带的空间滤波器的子带波束形成模块和所述回声消除滤波器对每个所述子带信号进行滤波以生成子带波束信号；以及
对所述子带信号进行合成，从而生成所述输出信号。
7.一种用于客舱中的声学回声消除的***，包括：
具有处理器和储存器的远端语音控制模块，所述远端语音控制模块构造成检测远端语音来源且将客舱输出信号播放至所述远端语音来源；
传声器阵列，所述传感器阵列构造成接收来自说话乘员的可听信息并且响应于其而生成传声器信号；
波束形成模块，所述波束形成模块构造成基于所述远端语音而形成用于所述说话乘员的主波束；
声学回声消除模块，所述声学回声消除模块构造成基于所述远端语音而形成回声消除滤波器；以及
空间滤波器，所述空间滤波器构造成基于所述主波束和所述回声消除滤波器对所述传声器信号进行滤波，并且基于所述传声器信号而生成所述客舱输出信号。
8.如权利要求7所述的***，还包括：
至少一个固定波束形成模块，其构造成生成至少一个固定波束形成输出信号；以及
至少一个自适应波束形成模块，其构造成生成至少一个自适应波束形成输出信号，
其中基于所述远端语音对所述至少一个固定波束形成输出信号和所述至少一个自适应波束形成输出信号进行选择。
9.如权利要求7所述的***，还包括：
至少固定传声器混合器模块，其构造成生成至少一个固定传声器混合器输出信号；以及
至少一个自适应传声器混合器模块，其构造成生成至少一个自适应传声器混合器输出信号，
其中基于所述远端语音对所述至少一个固定传声器混合器输出信号和所述至少一个自适应传声器混合器输出信号进行选择。
10.一种车辆，包括：
客舱；以及
用于所述客舱中的声学回声消除的***，所述***包括：
具有处理器和储存器的远端语音控制模块，所述远端语音控制模块构造成对远端语音来源进行检测并将客舱输出信号播放至所述远端语音来源；
传声器阵列，其用于接收来自说话乘员的可听信息并且响应于其而生成传声器信号；
波束形成模块，所述波束形成模块构造成基于所述远端语音而形成用于所述说话乘员的主波束；
声学回声消除模块，所述声学回声消除模块构造成基于所述远端语音而形成回声消除滤波器；以及
空间滤波器，所述空间滤波器构造成基于所述主波束和所述回声消除滤波器对所述传声器信号进行滤波，并且基于所述传声器信号生成所述客舱输出信号。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |