PT2057834E - Circuito para redução do eco acústico, destinado a um dispositivo de «mãos livres» que pode ser utilizado com um telefone portátil - Google Patents

Description

ΡΕ2057834 -1-

DESCRIÇÃO "CIRCUITO PARA REDUÇÃO DO ECO ACÚSTICO, DESTINADO A UM DISPOSITIVO DE «MÃOS LIVRES» QUE PODE SER UTILIZADO COM UM TELEFONE PORTÁTIL" A invenção diz genericamente respeito à redução do eco em dispositivos que utilizam sinais de áudio captados por um microfone, como por exemplo em telefones, em adaptadores do tipo "mãos livres" e em equipamentos semelhantes.

Em particular, a invenção pode ser vantajosamente aplicada num dispositivo "mãos livres" utilizável em combinação com um telemóvel, nomeadamente um dispositivo "mãos livres" autónomo, adaptável de forma removível num veículo automóvel.

Mais especificamente, o eco pode resultar de dois fenómenos de naturezas diferentes. 0 primeiro consiste no eco designado por "eco de linha" confinado à via de transmissão e para o qual são já conhecidos diversos métodos de filtragem; o segundo é conhecido por "eco acústico", eco que é na realidade captado pelo microfone e que é devido ao fenómeno de reverberação do ambiente envolvente do sujeito interlocutor, que consiste normalmente no espaço onde ele se encontra, ou então no -2- ΡΕ2057834 habitáculo de um veículo. É a eliminação deste último tipo de eco (eco acústico) que se procura obter de um modo muito específico na presente invenção.

Este eco acústico representa um importante elemento perturbador do dispositivo, podendo muitas vezes chegar ao ponto de tornar incompreensíveis para o sujeito interlocutor remoto (aquele que se encontra na outra extremidade da via de transmissão do sinal telefónico) as palavras do sujeito interlocutor próximo (aquele cuja voz acaba por se confundir com o eco acústico).

Estes aparelhos incluem um microfone sensivel destinado a captar a voz do sujeito interlocutor próximo, e um altifalante relativamente potente que reproduz a voz do sujeito interlocutor remoto no decurso de uma conversação telefónica. No entanto, por intermédio do acoplamento acústico entre estes dois transdutores, o microfone irá captar não somente a voz do sujeito interlocutor próximo, mas também o ruído ambiental e, principalmente, o eco acústico, ou seja a reverberação do som reproduzido pelo altifalante, e isto a um nível que é tanto mais elevado quanto mais próximos estiverem o microfone e o altifalante, e quanto mais elevada for a potência acústica restituída pelo altifalante. Este é tipicamente o caso de sistemas instalados a bordo de um veiculo automóvel, onde o nível sonoro do altifalante é relativamente elevado de modo a -3- ΡΕ2057834 cobrir os ruídos ambientais.

Além disso, a considerável distância entre o microfone e o sujeito interlocutor implica um nível relativamente elevado de ruído, o que torna < difícil a extracção do sinal útil, confundido com o eco e com 0 ruído. Por outro lado, este ruído apresenta características espectrais não estacionárias, ou seja, que evoluem de forma imprevisível em função das condições de condução da viatura - passagem sobre pisos deformados ou empedrados, estar o auto-rádio em funcionamento, etc. -, tornando ainda mais difícil a implementação de algoritmos apropriados para processamento do sinal.

Além disso, muitos desses dispositivos são realizados sob a forma de aparelhos autónomos, amovíveis, alojando numa mesma caixa tanto o microfone como o altifalante, e ainda os botões de comando; a proximidade (apenas alguns centímetros) entre o altifalante e o microfone implica consequentemente um considerável nível de eco acústico, normalmente na ordem de vinte vezes mais elevado que o sinal de voz produzido pelo sujeito interlocutor próximo. A eliminação deste eco acústico é particularmente delicada, especialmente nos ambientes muito ruidosos típicos dos veículos automóveis, onde o ruído ambiente se vem sobrepor aos sinais de voz e de eco captados pelo microfone. -4- ΡΕ2057834

Os mais eficientes dos dispositivos já conhecidos aplicam, em tal tipo de situações, o seguinte conjunto: (i) um andar para anulação de eco; (ii) um andar para supressão de eco; e (iii) um andar para redução de ruido. 0 documento de Patente US-B-6 970 558 faz a divulgação de um dispositivo que comporta estes distintos andares. O chamado andar para "anulação de eco" ("echo cancelation") modeliza uma transformação linear entre o sinal do sujeito interlocutor remoto (isto é, o sinal destinado a ser reproduzido pelo altifalante) e o eco registado pelo microfone, a fim de definir dinamicamente um filtro adaptativo, aplicado ao sinal do sujeito interlocutor remoto. O resultado desta filtragem é então subtraído ao sinal recolhido pelo microfone, o que tem como consequência a anulação da maior parte do eco acústico. O andar designado por "supressão de eco" ("echo supression") desempenha o papel de suprimir o eco residual que se mantém após o tratamento pelo andar para anulação de eco, atenuando este eco residual até ao nivel do ruido de fundo.

Enquanto a anulação de eco é essencialmente implementada por um andar de subtracção, a supressão de eco funciona por intermédio de um controlo do ganho, que irá igualmente actuar sobre o sinal útil captado pelo microfone -5- ΡΕ2057834 (sinal de voz do sujeito interlocutor próximo).

Por último, o andar para redução de ruido ("noise reduction") procura reduzir o ruído de fundo captado pelo microfone, ao mesmo tempo que preserva a voz do sujeito interlocutor próximo. Esta redução de ruído será vantajosamente realizada de forma dinâmica e adaptativa, ao discriminar os períodos de silêncio da conversação para aí identificar o ruído, realizando depois uma depuração ("débruitage"; "denoisment") selectiva com uma atenuação adaptada.

No entanto, esses dispositivos não são para nós completamente satisfatórios, especialmente no caso de aparelhos onde a distância entre o altifalante e o microfone é muito pequena em comparação com a distância entre o sujeito interlocutor próximo e o microfone; perante esta situação, quando o sujeito interlocutor remoto fala, a sua voz é reproduzida pelo altifalante e é captada na reflexão pelo microfone, com um nível de eco que pode tipicamente chegar a vinte vezes o nível médio da voz do sujeito interlocutor próximo.

Por outro lado, devido principalmente à mobilidade dos actuais telefones portáteis, acontece muitas vezes que o sujeito interlocutor remoto se encontra num ambiente relativamente barulhento (rua, escritório, restaurante, comboio, etc.), com um nível de ruído que pode chegar até um décimo do nível da sua voz. Este sinal de -6- ΡΕ2057834 ruído irá, por si próprio, ser reproduzido pelo altifalante do dispositivo e participar no eco acústico. Nestas circunstâncias, o nível deste ruído distante no eco será da mesma ordem de grandeza que o nível da voz do sujeito interlocutor próximo, ou até mais elevado.

Por conseguinte, mesmo após a anulação de eco, o eco residual proveniente deste ruído distante (ruído captado do lado do sujeito interlocutor remoto) deixará de ser negligenciável, e o andar para a supressão de eco irá então introduzir uma significativa atenuação no sinal de voz do sujeito interlocutor próximo, que é transmitido ao sujeito interlocutor remoto.

Note-se que, ao contrário do que acontece com a voz, o ruído está constantemente presente do lado do sujeito interlocutor remoto (quer dizer, mesmo quando este não está a falar), o que introduz uma atenuação quase permanente no sinal de voz transmitido pelo sujeito interlocutor próximo ao sujeito interlocutor remoto. 0 resultado apenas poderá ser melhorado quando o sujeito interlocutor remoto permanece em silêncio durante um tempo suficiente para que o andar de anulação de eco consiga modelizar uma transformação linear do sinal de ruído ambiente do sujeito interlocutor remoto.

Por outro lado, o andar para anulação de eco, que está baseado num filtro linear, não faz a modelização dos fenómenos não lineares que poderiam intervir na cadeia de -7- ΡΕ2057834 transmissão, nomeadamente ao nível do amplificador e do altifalante, nem do ruído de fundo eléctrico ao nível dos circuitos de conversão analógica/digital. No entanto, tratam-se aqui de fenómenos que não podem ser negligenciados, no caso de produtos de grande consumo e de baixo custo, e com uma volumetria reduzida.

Estas não linearidades produzem uma certa instabilidade no algoritmo de anulação de eco, a qual se deve procurar readaptar num intervalo de tempo muito reduzido.

As componentes resultantes destas não linearidades não podem ser atenuadas pela anulação de eco, uma vez que elas não se encontram modelizadas. Elas apenas podem ser reduzidas através do andar para supressão de eco, o que afecta o comportamento do dispositivo de voz em duplex, dada a atenuação, produzida na voz do sujeito interlocutor próximo, dos sinais que não constituem eco. A presente invenção tem como objectivo resolver estas diversas dificuldades e limitações, através de um dispositivo equipado com um circuito de processamento digital proporcionando uma redução mais eficiente do eco acústico, nomeadamente em presença de fenómenos não lineares e na presença de ruído, do lado do sujeito interlocutor remoto, susceptível de afectar a anulação de eco, em particular numa situação de voz em duplex. -8- ΡΕ2057834 0 dispositivo da invenção é do tipo divulgado pelo atrás citado documento de Patente US-B-6 970 558, sendo constituído por: (i) um circuito de recolha de sinais acústicos, compreendendo um microfone e meios de conversão analógica/digital; (ii) um circuito de restituição de sinais áudio, comportando meios de conversão digital/analógica, um amplificador e um altifalante; (iii) um circuito de interface com uma rede telefónica, nomeadamente um circuito de interface sem fios para um telefone portátil; e (iv) um circuito para processamento digital dos sinais áudio captados pelo microfone para ser aplicado na entrada dos meios de interface, e para tratamento dos sinais áudio recebidos na saída dos meios de interface, que irão ser restituídos pelo altifalante. 0 circuito de processamento digital dos sinais de áudio consiste em meios para redução do eco acústico resultante da interacção do altifalante com o microfone, que por si próprios são constituídos por: (i) um andar para anulação de eco, que consiste num filtro linear adaptativo capaz de subtrair, ao sinal captado pelo microfone, um sinal de referência derivado do sinal recebido à saída dos meios de interface para ser restituído pelo altifalante; (ii) um andar para supressão do eco residual que se encontra presente à saída do andar para anulação de eco, constituído por meios de controlo de ganho; e (iii) um andar para redução selectiva do ruído de fundo que se encontra presente no sinal recebido à saída do andar para supressão de eco. -9- ΡΕ2057834 0 dispositivo inclui ainda um andar para redução selectiva do ruído de fundo que se encontra presente a montante, no sinal recebido à saída dos meios de interface, para ser aplicado no circuito de restituição dos sinais áudio.

De uma maneira que caracteriza a presente invenção, este último andar integra meios para analisar a coerência temporal do sinal, apropriados para determinar de uma forma apriorística uma probabilidade de presença/ausência da voz, a partir dos respectivos níveis de energia no domínio espectral, e para utilizar esta probabilidade no sentido de estimar um espectro de ruído e derivar uma estimativa depurada para o sinal recebido.

Com grande vantagem, o dispositivo inclui ainda um andar de filtragem e digitalização, que recebe à entrada o sinal aplicado pelo amplificador ao altifalante, e que disponibiliza à saida um correspondente sinal filtrado e digitalizado, que será aplicado como sinal de referência no andar para anulação de eco.

De preferência, o andar para redução selectiva do ruído de fundo, que se encontra presente no sinal recebido à saída do andar para supressão de eco, é do mesmo tipo do andar que procura reduzir o ruído de fundo que se encontra presente, a montante, no sinal recebido à saída dos meios de interface. -10- ΡΕ2057834

Em conformidade com diversos modelos de realização preferidos: o filtro linear adaptativo do andar para anulação de eco integra meios para implementação de um algoritmo preditivo do tipo APA; - os meios para controlo de ganho do andar para supressão do eco residual consistem em meios selectivos de controlo de ganho, que funcionam de maneira diferenciada em função das frequências do sinal recebido; - o andar de filtragem e digitalização inclui meios de filtragem passa-baixo e de adaptação de nível; - os circuitos do dispositivo são incorporados numa caixa comum, alojando o altifalante e o microfone colocados junto um do outro.

Passa-se agora a descrever um modelo de realização para o dispositivo da invenção, fazendo referência aos desenhos anexos, onde os mesmos números de referência identificam elementos idênticos, ou funcionamentos semelhantes, numa Figura e na outra. A Figura 1 representa um diagrama de blocos que mostra os diferentes andares envolvidos no processamento de sinal para um dispositivo já conhecido. A Figura 2 é homóloga à Figura 1, para o dispositivo da presente invenção.

Fazendo referência à Figura 1, vai-se começar por -11 - ΡΕ2057834 descrever a estrutura de um dispositivo já conhecido, integrando meios para anulação de eco, para redução de eco e para redução de ruido. 0 dispositivo "mãos-livres" destina-se a apoiar uma conversação telefónica entre duas pessoas, concretamente um sujeito interlocutor próximo 10 e um sujeito interlocutor remoto 12. O sujeito interlocutor próximo 10 é aquele que se encontra na proximidade do dispositivo "mãos-livres" 14. O sujeito interlocutor remoto 12 é aquele com quem o sujeito interlocutor próximo se encontra em conversação telefónica. 0 dispositivo 14 será tipicamente um dispositivo instalado num veiculo automóvel, de forma permanente ou removível. Ele dispõe de um altifalante 16 destinado a reproduzir a voz do sujeito interlocutor remoto, e de um microfone 18 para captar a voz do sujeito interlocutor próximo 10. 0 dispositivo também incorpora meios de interface, esquematizados em 20, para a transmissão bidireccional dos sinais ao longo de uma rede telefónica, por exemplo (mas não de forma limitativa) uma interface sem fios do tipo Bluetooth (marca registada da empresa Bluetooth SIG, Inc.), ou de outro tipo, permitindo acoplar o dispositivo 14 ao telemóvel do sujeito interlocutor próximo, através do qual este último fica, por si próprio, em comunicação radiotelefónica com o sujeito interlocutor remoto. -12- ΡΕ2057834

No sinal captado do lado do sujeito interlocutor remoto 12 inclui-se de facto não apenas a voz 22 do sujeito interlocutor, mas também o ruído ambiente 24, ficando os dois sinais misturados no sinal transmitido ao sujeito interlocutor próximo, sinal que é recebido na entrada E do dispositivo 14. Este sinal incidente é aplicado a um conversor digital/analógico 28, seguindo para a entrada de um amplificador de áudio 30 que reproduz o sinal no altifalante 16.

Pelo seu lado, o microfone 18 irá captar um sinal acústico que consiste numa combinação de: (i) a voz 32 do sujeito interlocutor próximo 10; (ii) o ruído ambiente 34 prevalecente no espaço ocupado por este último (por exemplo, no habitáculo do veículo automóvel); e (iii) o sinal 36 reproduzido pelo altifalante 16. 0 sinal 36 é um sinal de eco, não desejável do ponto de vista do microfone 18. Conforme foi atrás mencionado, tendo em conta os níveis de funcionamento do amplificador 30 e o significativo acoplamento devido à proximidade entre o altifalante 16 e o microfone 18, quando o sujeito interlocutor distante 12 falar, o nível do sinal 36 pode chegar a vinte vezes o nível do sinal de voz 32 do sujeito interlocutor próximo 10.

Por outro lado, o nível de ruído neste sinal de eco 36 (que mistura a voz 22 do sujeito interlocutor remoto 12 e o ruído ambiente 24 deste último) pode ser -13- ΡΕ2057834 significativo, porque acontece frequentemente que o sujeito interlocutor remoto se encontre, no que lhe diz respeito, num ambiente barulhento. 0 nivel deste ruido 24 pode muitas vezes atingir valores da ordem de um décimo do sinal da voz 22, pelo que o nível de ruído no eco 36 poderá ser da mesma ordem de grandeza que o sinal do nível de voz 32 do sujeito interlocutor próximo 10, ou até mais elevado (já não tomando em linha de conta, de resto, o ruído 34 que envolve o sujeito interlocutor próximo 10).

Nos mais eficientes dos actuais circuitos, a redução do eco acústico é realizada, após a digitalização do sinal captado pelo microfone 18 num andar de conversão analógica/digital 38, por três andares sucessivos: (i) anulação de eco 40; (ii) supressão de eco 42; e (iii) redução de ruído 44. O andar de anulação de eco 40 quase que não tem efeito sobre a voz do sujeito interlocutor próximo 10. A anulação de eco consiste em definir um filtro de compensação, de forma dinâmica, que vai receber à entrada o sinal proveniente do sujeito interlocutor remoto (sinal na entrada E do dispositivo) de maneira a subtrair, do sinal captado pelo microfone 18, um sinal adaptado que seja representativo do sinal recebido, de modo a disponibilizar na saída do andar 40 um sinal livre do eco parasita. O filtro linear pode ser caracterizado por meio de um algoritmo para supressão de eco, por exemplo um -14- ΡΕ2057834 algoritmo do tipo APA (Affin Projection Algorithm), ou do tipo LMS (Least Mean Squares), ou NLMS (Normalized LMS). Um destes algoritmos adaptativos aperfeiçoado do tipo APA encontra-se, a titulo de exemplo, descrito no documento de Patente FR-A-2 792 146 (Parrot SA). A anulação de eco realizada pelo andar 40 apresenta a vantagem de não modificar os sinais captados pelo microfone 18 que não sejam sinais de eco; a voz do sujeito interlocutor próximo mantém-se portanto intacta, depois do andar para anulação de eco 40.

No entanto, e por diversas razões (imperfeita identificação do filtro, modelização linear aproximativa, etc.), acontece muitas vezes que o eco permanece audível após o andar para anulação de eco 40. O andar para supressão de eco 42 tem por objectivo suprimir este eco residual, através da atenuação do sinal de eco até a um nível de ruído de fundo.

Este andar para supressão de eco é geralmente constituído por um andar com comando automático de ganho, que funciona quer de maneira uniforme para todas as frequências, quer de maneira selectiva em função das diferentes bandas de frequência.

Para níveis razoáveis de eco residual (situação mais comum), o comportamento de voz em duplex é pouco -15- ΡΕ2057834 afectado, pois é relativamente raro que a voz do sujeito interlocutor remoto e o eco estejam exactamente sincronizados, ou seja, que os dois sinais apresentem níveis de enerqia comparáveis no mesmo instante. A atenuação na voz do sujeito interlocutor próximo irá assim manter-se relativamente moderada.

Finalmente, o andar para redução de ruído 44 tem por objectivo reduzir o ruído de fundo 34 captado pelo microfone, ao mesmo tempo que preserva a voz 32 do sujeito interlocutor próximo. Este andar pode nomeadamente promover a implementação de técnicas tais como as que se encontram descritas em: [1] Y. Ephraim e D. Malah, Speech Enhancement using a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator, IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-32, No. 6, pp. 1109-1121, Dezembro 1984, [2] Y. Ephraim e D. Malah, Speech Enhancement using a Minimum Mean-Square Error Log-Spectral Amplitude Estimator, IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing , Vol. ASSP-33, No. 2, pp. 443-445, Abril 1985, e [3] I. Cohen e B. Berdugo, Speech Enhancement for Non-Stationary Noise Environments, Signal Processing, Elsevier, Vol. 81, pp. 2403-2418, 2001.

Estas técnicas para redução de ruído funcionam por discriminação entre os períodos de presença e de -16- ΡΕ2057834 ausência da voz do sujeito interlocutor próximo. Durante os períodos identificados como silêncios, o ruido captado é analisado nas suas diferentes componentes de frequência, de maneira a determinar a energia das componentes de frequência com os mais elevados niveis de ruido e a aplicar posteriormente ao sinal com ruido um ganho reduzido, ao mesmo tempo que se deixam intactas as componentes pouco ruidosas ou não ruidosas. 0 sinal assim tratado é enviado para a saída S para ser transmitido ao sujeito interlocutor remoto. A invenção propõe-se alterar, da maneira ilustrada na Figura 2, a estrutura do dispositivo já conhecido que acaba de ser descrita.

Segundo uma primeira vertente da invenção, um prévio tratamento de depuração é aplicado, a montante, ao sinal proveniente do sujeito interlocutor remoto, antes da amplificação e antes de se utilizar este sinal como referência para o andar de anulação de eco.

Esta depuração é realizada por um andar 50 colocado entre a entrada E do circuito 14 e o conversor 28. O objectivo desta depuração é duplo: - reduzir o ruído de fundo presente no eco, para melhorar o comportamento do andar para anulação de eco; ao reduzir o ruído de fundo no eco, a energia restituída pelo -17- ΡΕ2057834 altifalante será menor, o que irá contribuir para contrariar a criação de um eco residual permanente, que tenderia a atenuar o nível do sinal de voz do sujeito interlocutor próximo. - melhorar a qualidade da escuta por parte do sujeito interlocutor próximo, tendo-se tornado mais inteliqível o sinal proveniente do sujeito interlocutor remoto para o sujeito interlocutor próximo, graças à depuração do sinal restituído. 0 adicional andar para redução de ruído 50, a montante, pode usar um algoritmo comparável ao do andar para redução de ruído 44, a jusante, anteriormente descrito, isto é, implementando os mecanismos propostos por Ephraim e Malah nas referências [1] e [2] atrás citadas. Nestas técnicas, o tratamento de depuração propriamente dito é realizado no domínio de frequências, sendo a passagem do domínio temporal para o domínio de frequências - e do domínio de frequências para o domínio temporal -realizada por intermédio de transformadas de Fourier rápidas, com gestão de janelas ("fenêtrage") e sobreposição ("recouvrement"). A depuração aplica um módulo de estimativa de ruído e um módulo de cálculo de ganho para cada banda de frequência, sendo os valores de ganho baseados em modelos estatísticos da voz e do ruído, e na estimativa de parâmetros para esses modelos.

Segundo uma segunda vertente da invenção, a referência utilizada para o filtro linear do andar de -18- ΡΕ2057834 anulação de eco 40 é modificada de maneira a eliminar os fenómenos não lineares.

Para esse fim, o dispositivo deixa de utilizar como referência para o andar de anulação de eco 40 o sinal proveniente do sujeito interlocutor remoto, passando a usar um sinal antecipadamente obtido à saída 52 do amplificador 30, correspondente ao sinal que se destina a ser aplicado no altifalante 16. Uma vez que o sinal de referência do andar para anulação de eco 40 é antecipadamente obtido a este nível, ele irá conter as saturações e outras não linearidades geradas pelo amplificador, em particular no caso de amplificadores de classe B que estão comparativamente mais sujeitos a distorção. O sinal de referência contém igualmente o ruído de fundo eléctrico presente na saída do conversor 28, ruído que resulta nomeadamente de blindagens imperfeitas entre a entrada digital e a saída analógica, como é muitas vezes o caso nos produtos de grande consumo.

Este sinal de referência é colocado na forma de ser adaptado para um andar de filtragem e de ganho 54, e para um andar de conversão analógica/digital 56. O andar 54 inclui um filtro passa-baixo analógico e aplica um ganho inferior à unidade, para ajustar o nível do sinal de saída do amplificador ao nível da entrada do conversor 56; o filtro passa-baixo elimina as frequências elevadas, não audíveis, na saída do amplificador (presentes nomeadamente -19- ΡΕ2057834 no caso de amplificadores de classe B) , de modo a não perturbar o funcionamento do conversor 56. 0 sinal de referência do andar para anulação de eco assim definido é um sinal muito próximo daquele que será emitido pelo altifalante 16, e será portanto captado no eco 36 pelo microfone 18. 0 filtro linear do andar para anulação de eco 40 poderá ser assim previsto com muito maior precisão, porque o filtro adaptativo será excitado por um sinal de referência que já contém a maior parte das não linearidades da cadeia áudio. A anulação de eco será assim significativamente melhorada, e o eco residual correspondentemente reduzido. A atenuação que é seguidamente introduzida pelo andar para supressão de eco 42 será portanto menor, o que tem como resultado um melhor comportamento de voz em duplex, sendo a voz do sujeito interlocutor próximo correlativamente menos atenuada.

Lisboa, 2 de Março de 2010

Claims (6)

1. ΡΕ2057834 -1 - REIVINDICAÇÕES 1. Um dispositivo "mãos-livres" podendo ser utilizado com um telemóvel, nomeadamente um dispositivo autónomo adaptável de maneira removível num veículo automóvel, sendo tal dispositivo constituído por: - um circuito de recolha de sinais acústicos, que inclui um microfone (18) e meios de conversão analógica/digital (38), - um circuito de restituição de sinais áudio, incluindo meios de conversão digital/analógica (28), um amplificador (30) e um altifalante (16), - um circuito de interface (20) com uma rede telefónica, nomeadamente um circuito de interface sem fios com um telemóvel, e - um circuito de processamento digital dos sinais áudio captados pelo microfone para serem aplicados na entrada dos meios de interface, e de processamento dos sinais áudio recebidos à saída dos meios de interface para serem restituídos pelo altifalante, em que o circuito de processamento digital dos sinais áudio inclui meios para redução do eco acústico, que resulta da interacção do altifalante com o microfone, sendo estes meios constituídos por: um andar para anulação de eco (40), compreendendo um filtro linear adaptativo capaz de subtrair, ao sinal captado pelo microfone, um sinal de -2- ΡΕ2057834 referência derivado do sinal recebido à saida dos meios de interface para serem restituídos pelo altifalante, - um andar para supressão (42) do eco residual que se encontra presente à saída do andar para anulação de eco, constituído por meios de controlo de ganho, - um andar para redução selectiva (44) do ruído de fundo presente no sinal recebido à saída do andar para supressão de eco, e - um andar para redução selectiva (50) do ruído de fundo, que se encontra presente - a montante - no sinal recebido à saída dos meios de interface e que vai ser aplicado ao circuito de restituição de sinais áudio; o dispositivo é caracterizado por este andar para redução (50) do ruído de fundo, que se encontra presente no sinal recebido à saida dos meios de interface, integrar meios para análise da coerência temporal do sinal, capazes de determinar de forma apriorística uma probabilidade de presença/ausência de voz, a partir dos respectivos níveis de energia no domínio espectral, e de utilizar tal probabilidade para estimar um espectro de ruído e derivar uma estimativa depurada para o sinal recebido.
2. 2. O dispositivo da reivindicação 1 que compreende ainda: - um andar de filtragem e digitalização (54, 56), que recebe na entrada o sinal aplicado pelo amplificador (30) ao altifalante (16), e disponibiliza à saída um correspondente sinal filtrado e digitalizado, que será -3- ΡΕ2057834 aplicado como sinal de referência para o andar de anulação de eco (40) .
3. 3. O dispositivo da reivindicação 1, onde o andar para redução selectiva (44) do ruido de fundo, que está presente no sinal recebido à saida do andar para supressão de eco, compreende meios para analisar a coerência temporal do sinal, capazes de determinar de forma aprioristica uma probabilidade de presença/ausência de voz, a partir dos respectivos niveis de energia no domínio espectral, e de utilizar tal probabilidade para estimar um espectro de ruído e derivar uma estimativa depurada para o sinal recebido.
4. 4. O dispositivo da reivindicação 1, onde o filtro linear adaptativo do andar para anulação de eco (40) compreende meios para implementação de um algoritmo preditivo do tipo APA.
5. 5. O dispositivo da reivindicação 1, onde os meios para controlo de ganho do andar para supressão de eco residual (42) consistem em meios selectivos para controlo de ganho, que funcionam de maneira diferenciada em função das frequências do sinal recebido.
6. 6. O dispositivo da reivindicação 1, onde o andar de filtragem e digitalização (54) inclui meios de filtragem passa-baixo e de adaptação de nível. -4- ΡΕ2057834 7. 0 dispositivo da reivindicação 1, onde os circuitos do dispositivo estão incorporados numa caixa comum (14), alojando o altifalante (16) e o microfone (18) colocados um junto do outro. Lisboa, 2 de Março de 2010