数字音频技术(第6版) 524

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　　第12章用于传输的语音编码49
　　1211回声消除
　　对声学回声和背景噪声等失真问题的解决可以改善编解码器的性能。回声消除负责处理语音通信中一个潜在的严重问题。声学回声是指来自某一界面的一个可以听得到的分立的延时反射。声学回声可以在自动操作中产生，比如音箱与话筒之间的声耦合。回声也可以通过电方式生成。比如在一个长距离传输介质中由于各种混合变压器的阻抗不匹配而产生的线路回声。具有较长延时的声学回声与电回声都是恼人的，会极大地降低语音的可懂度。
　　人们已经开发了各种技术从电子方面把回声的影响降至最低。声控切换是一种简单的方检测到一个信号位于讲话者远侧时，话筒信号会被削弱。相反，当检测到信号在近侧动时，音箱会被削弱。不过，这样得到的结果仅仅是一个半双工通信，并且会在噪声中出现不自然的变化。后者可以通过加入安慰噪声来缓解。回声抑制器用于减轻使用声控切换时的线路回声。当检测到一个回声时（与检测到一个原始音频信号相对），就把一个大的损耗切入到线路中，或是让线路瞬时切换到开路。当语音信号的电平很低或是当回声信号的电很高时，会发生误操作。
　　自适应回声消除是另一种方法。自适应回声消除器并不打断或改变通信路径。相反，它从输入的
　　中生成一个合成的回声，然后再从输出信号中减去这个合成回声，从而消除了回声。自适应滤波器工作在与真实的回声信号路径并行的通路上，它使用已知的音箱信产生一个声学回声的复本。从话筒信号中减去这个复本回声信号，产生一个输出语音信号不过，很难跟踪原始的回声路径并生成一个准确的复本，由于有一个残差回声，因此对回声的削弱是不充分的。很多自适应算法迭代地更新滤波器系数，并使用各种控制机制去优化步长尺寸。这些技术包括延时系数方法、双声检测、远端单声检测、双回声路径模型和动态正则化等。较小的步长能改善准确度，但会跟不上声学回声路径中的变化，而较大的步长会引起算法在嘈杂环境中趋于发散。因此，一些设计使用了时变自适应步长尺寸或自适应存储器这些算法包括NLMS（Normalized Least Mean Square，归一化最小均方）APA（Affine Projection仿射投影）FDAF（Frequency Domain Adaptive Filter，频域自适应滤波）和RLS（Recursive Square，递归最小平方）等。在一些设计中把声控切换与回声消除器结合了起来。频率选择性自适应后滤波器利用了残差回声的功率谱密度，可以用来在回声消除之后让残差回声最化。它的操作与噪声抑制滤波器类似，并且事实上也可以同时进行噪声抑制。在有背景噪的情况下对残差回声功率谱密度信号进行估计是困难的。
　　对于背景噪声，可以在语音的暂停处提取一个噪声信号，并用它作为噪声滤波时的功率密度谱。作为另一种选择，在语音进行中可以假设至少在一些FFT频率槽上仅存在噪声，特