降低音响回声方法及其相关回声消除装置与语音装置

摘要

降低音响回声的方法，包含检测输出音量是否大于阈值；以及于检测到输出音量大于阈值时，将输入灵敏度由第一特定灵敏度设定成第二特定灵敏度。该方法还包含检测是否接收到中断信号；于接收到中断信号时，判断中断信号是否由检测到输出音量大于阈值所触发；于判断出中断信号由检测到输出音量大于阈值所触发时，检测输入灵敏度是否为第二特定灵敏度；以及于检测到输入灵敏度并非第二特定灵敏度时，将输入灵敏度设定成第二特定灵敏度。

权利要求

1.一种降低音响回声的方法，包含有：

检测输出音量是否大于一阈值；以及

于检测到该输出音量大于该阈值时，将输入灵敏度由第一特定灵敏度设定成第二特定灵敏度，其还包含：

检测是否接收到一中断信号；

于接收到该中断信号时，判断该中断信号是否由检测到该输出音量大于该阈值所触发；

于判断出该中断信号由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，检测该输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度；以及于检测到该输入灵敏度并非该第二特定灵敏度时，将该输入灵敏度设定成该第二特定灵敏度，其还包含：

于检测到该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，重置一等待时间；

于判断出该中断信号并非由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，判断该中断信号是否由超过该等待时间所触发；以及于判断出该中断信号由超过该等待时间所触发时，将该输入灵敏度设定成该第一特定灵敏度。

2.如权利要求1所述的方法，其还包含：

于检测到该输出音量并不大于该阈值时，检测该输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度；以及于检测到该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，将该输入灵敏度设定成该第一特定灵敏度。

3.如权利要求1所述的方法，其还包含：

将该输入灵敏度固定于一固定灵敏度，并测量该输出音量与音响回声的第一关系；

将该输出音量固定于一固定音量，并测量该输入灵敏度与该音响回声的第二关系；以及根据该第一关系以及该第二关系来产生该阈值。

4.一种回声消除装置，该回声消除装置包含有：一音量检测模块，用来检测输出音量是否大于一阈值；以及一灵敏度设定模块，耦接于该音量检测模块，用来于检测到该输出音量大于该阈值时，将输入灵敏度由第一特定灵敏度设定成第二特定灵敏度，其还包含一判断模块，耦接于该音量检测模块与该灵敏度设定模块之间，该判断模块包含：一中断信号检测单元，用来检测是否接收到一中断信号；

一中断触发判断单元，用来于接收到该中断信号时，判断该中断信号是否由检测到该输出音量大于该阈值所触发，以及用来于判断出该中断信号并非由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，判断该中断信号是否由超过一等待时间所触发，于判断出该中断信号由超过该等待时间所触发时，上述灵敏度设定模块将该输入灵敏度设定成该第一特定灵敏度；以及一灵敏度检测单元，用来于判断出该中断信号由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，检测该输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度，以及用来于检测到该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，重置该等待时间，于检测到该输入灵敏度并非该第二特定灵敏度时，上述灵敏度设定模块将该输入灵敏度设定成该第二特定灵敏度。

5.如权利要求4所述的回声消除装置，其还包含一计时器，耦接于该灵敏度检测单元，用来计数该等待时间。

6.如权利要求4所述的回声消除装置，其还包含一灵敏度检测模块，耦接于该音量检测模块与该灵敏度设定模块之间，用来于检测到该输出音量并不大于该阈值时，检测该输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度；以及该灵敏度设定模块还用来于检测到该输出音量不大于该阈值，且该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，将该输入灵敏度设定成该第一特定灵敏度。

7.如权利要求4所述的回声消除装置，其还包含一阈值发生器，耦接于该音量检测模块，该阈值发生器包含：一第一测量单元，用来将该输入灵敏度固定于一固定灵敏度，并测量该输出音量与音响回声的第一关系；

一第二测量单元，用来将该输出音量固定于一固定音量，并测量该输入灵敏度与该音响回声的第二关系；以及一阈值产生单元，耦接于该第一测量单元与该第二测量单元，用来根据该第一关系以及该第二关系来产生该阈值。

8.如权利要求4所述的回声消除装置，其中：

该灵敏度设定模块为一微处理控制单元；以及

该音量检测模块为一模数转换器。

说明书

降低音响回声方法及其相关回声消除装置与语音装置

技术领域

[0001] 本发明有关一种降低音响回声方法及其相关回声消除装置与语音装置，尤其指一种根据输出音量来动态调整声音输入装置的灵敏度(sensitivity)大小以降低音响回声的方法及其相关装置。

背景技术

[0002] 消费性电子产品例如电话的普及使得沟通越来越方便，缩短了人与人的距离，许多通信装置(如移动电话、车用电话、蓝牙免持装置等)设有免持听筒功能，因此使用者不需将话筒或耳机贴近耳朵即可进行通话，除可减轻使用者听力的负担外，且可实现多人通话的目的，然而，音响回声问题一直是电话在语音处理方面常会遇到的问题。

[0003] 在公知技术中，通常采用机构、软件计算以及专用处理芯片等三种解决方式来处理电话的音响回声，三种解决方式可以任意组合或是同时存在来增加处理音响回声的效果，但是无论是如何组合，只要音量过大，音响回声的问题就会立刻出现。换句话说，无论上述的三种公知解决方法如何组合，仍然有音量大小上限的限制，然而，消费性电子产品并无法限制消费者的使用情况，也就无法绝对保证音响回声的消除效果。

发明内容

[0004] 本发明的目的的一在于提供一种降低音响回声方法及其相关回声消除装置与语音装置，通过检测输出音量来动态调整声音输入装置的灵敏度大小以降低音响回声，以解决先前技术中的问题。

[0005] 本发明的实施例公开了一种降低音响回声方法。降低音响回声方法包含检测一输出音量是否大于一阈值；以及于检测到该输出音量大于该阈值时，将一输入灵敏度由一第一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。

[0006] 本发明的实施例还公开了一种降低回声消除装置。该回声消除装置包含一音量检测模块以及一灵敏度设定模块。该音量检测模块用来检测一输出音量是否大于一阈值。该灵敏度设定模块耦接于该音量检测模块，用来于检测到该输出音量大于该阈值时，将一输入灵敏度由一第一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。其中，该灵敏度设定模块为一微处理控制单元，且该音量检测模块为一模数转换器。其中，该模数转换器位于该微处理控制单元的内部或者外部。

[0007] 本发明的实施例还公开了一种可消除回声的语音装置。该语音装置包含一声音输出模块、一声音输入模块、一音量检测模块以及一灵敏度设定模块。该声音输出模块用来输出一输出音量。该声音输入模块具有一输入灵敏度。该量检测模块耦接于该声音输出模块，用来检测该输出音量是否大于一阈值。该灵敏度设定模块耦接于该音量检测模块以及该声音输入模块，用来于检测到该输出音量大于该阈值时，将该声音输入模块的该输入灵敏度由一第一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。其中，该声音输出模块为一扬声器，且该声音输入模块为一麦克风。

附图说明

[0008] 图1为本发明可消除回声的语音装置的第一实施例的示意图。

[0009] 图2为图1中回音消除装置的电路结构实施例的示意图。

[0010] 图3为本发明降低音响回声方法的一操作范例的流程图。

[0011] 图4(包含有图4A及图4B)为图2中阈值发生器测量输入灵敏度与音响回声的关系的操作示意图。

[0012] 图5为图2所示的阈值发生器决定阈值的操作流程图。

[0013] 图6为本发明可消除回声的语音装置的第二实施例的示意图。

[0014] 图7为图6中回音消除装置的电路结构实施例的示意图。

[0015] 图8为本发明降低音响回声方法的另一操作范例的流程图。

[0016] 主要元件符号说明

[0017] 100、600 语音装置

[0018] 110 声音输入模块

[0019] 120 声音输出模块

[0020] 130、630 回音消除装置

[0021] 140、210、640、710 灵敏度设定模块

[0022] 150、220、650、720 音量检测模块

[0023] SIN 输入灵敏度

[0024] SOUT 输出音量

[0025] 230 判断模块

[0026] 232 中断信号检测单元

[0027] 234 中断触发判断单元

[0028] 236 灵敏度检测单元

[0029] 238 计时器

[0030] ITR1 中断信号

[0031] TW1 等待时间

[0032] TH1 阈值

[0033] RS1 第一关系

[0034] RS2 第二关系

[0035] 250、750 阈值发生器

[0036] 252、752 第一测量单元

[0037] 254、754 第二测量单元

[0038] 256、756 阈值产生单元

[0039] 302～318、502～508、802～814 步骤

[0040] EC1 音响回声

[0041] SINfixed 固定灵敏度

[0042] SOUTfixed 固定音量

[0043] 730 灵敏度检测模块

具体实施方式

[0044] 请参考图1，图1为本发明可消除回声的语音装置100的第一实施例的示意图。语音装置100包含一声音输入模块110、一声音输出模块120以及一回音(echo)消除装置
130。声音输入模块110具有一输入灵敏度SIN，声音输出模块120用来输出一输出音量SOUT，回音消除装置130包含一灵敏度设定模块140以及一音量检测模块150，其中音量检测模块
150耦接于声音输出模块120以及灵敏度设定模块140之间，用来检测输出音量SOUT是否大于一阈值TH1，而灵敏度设定模块140则耦接于声音输出模块120、音量检测模块150以及声音输入模块110，用来于音量检测模块150检测到输出音量SOUT大于阈值TH1时，将声音输入模块110的输入灵敏度SIN由一第一特定灵敏度S1设定成一第二特定灵敏度S2。关于回音消除装置130的各元件及其运作方式，将于下面的实施例中进一步详细说明。

[0045] 请注意，上述的语音装置100可为一蓝牙免持装置、一车用电话或者一移动电话，但并不局限于此，亦可为其它种类的语音装置。于一实施例中，声音输出模块120可为一扬声器(speaker)，但此仅作为本发明的范例说明的用，而非本发明的限制条件。此外，声音输入模块110可为一麦克风(microphone)，但本发明并不局限于此，亦可为其他种类的声音输入元件。请再注意，灵敏度设定模块140可由一微处理控制单元(micro-processingcontrol unit)来实施，但并不局限于此，亦可由其他元件来加以实施。音量检测模块150可由一模数转换器(analog-to-digital converter)来实施，但亦不局限于此，亦可由其他元件来加以实施。于本实施例中，音量检测模块150(可由一模数转换器来实施)位于灵敏度设定模块140(可由一微处理控制单元来实施)的外部，然而本领域技术人员应该了解，此亦非本发明的限制条件。

[0046] 请参考图2，图2为图1中回音消除装置130的电路结构实施例的示意图。于本实施例中，回音消除装置130包含(但不局限于)一灵敏度设定模块210、一音量检测模块220、一判断模块230以及一阈值发生器250。音量检测模块220耦接于判断模块230以及阈值发生器250之间，用来检测输出音量SOUT是否大于阈值TH1，而判断模块230耦接于音量检测模块220与灵敏度设定模块210之间，本实施例中，判断模块230包含一中断信号检测单元232、一中断触发判断单元234、一灵敏度检测单元236以及一计时器238，其中，中断信号检测单元232耦接于音量检测模块220以及计时器238，用来检测是否接收到一中断信号ITR1，而中断触发判断单元234耦接于中断信号检测单元232，用来于接收到中断信号ITR1时，判断中断信号ITR1由哪一事件所触发(例如由检测到输出音量SOUT大于阈值TH1所触发，或者是由超过一等待时间TW1所触发)，计时器238耦接于灵敏度检测单元236，用来计数等待时间TW1，而灵敏度检测单元耦接于中断触发判断单元234与计时器238，用来检测输入灵敏度SIN是否为第二特定灵敏度S2，以及另于检测到输入灵敏度SIN为第二特定灵敏度S2时重置等待时间TW1。灵敏度设定模块210耦接于判断模块230，用来根据音量检测模块220的检测结果以及判断模块230的判断结果来设定声音输入模块110的输入灵敏度SIN(请参考图1)。

[0047] 请继续参考图2。于本实施例中，阈值发生器250包含一第一测量单元252、一第二测量单元254以及一阈值产生单元256。第一测量单元252用来将输入灵敏度SIN固定于一固定灵敏度，并测量输出音量SOUT与一音响回声EC1的一第一关系RS1，第二测量单元254用来将输出音量SOUT固定于一固定音量，并测量输入灵敏度SIN与音响回声EC1的一第二关系RS2，而阈值产生单元256耦接于第一测量单元252与第二测量单元254，用来根据第一关系RS1以及第二关系RS2来产生阈值TH1。请注意，上述的阈值发生器250的电路结构仅为本发明的一实作范例，并非本发明的限制条件，本领域技术人员应可了解，在不违背本发明的精神下，关于阈值发生器250的各种设计变化皆是可行的。

[0048] 请参考图3，图3为本发明降低音响回声方法的一操作范例的流程图，其包含以下的步骤(请注意，假若可得到大致相同的结果，则下列步骤并非限定要依据图3所示的顺序来执行)：

[0049] 步骤302：开始。

[0050] 步骤304：检测是否接收到一中断信号ITR1。于接收到中断信号ITR1时，执行步骤306；否则，回到步骤304来持续检测。

[0051] 步骤306：判断中断信号ITR1是否由检测到输出音量SOUT大于阈值TH1所触发。于判断出中断信号ITR1由检测到输出音量SOUT大于阈值TH1所触发时，执行步骤308；否则，执行步骤316。

[0052] 步骤308：检测输入灵敏度SIN是否为第二特定灵敏度S2。于检测到输入灵敏度SIN为第二特定灵敏度S2时，执行步骤310；否则，执行步骤312。

[0053] 步骤310：重置一等待时间TW1。

[0054] 步骤312：将输入灵敏度SIN设定成第二特定灵敏度S2。

[0055] 步骤314：启动计时器以开始计数等待时间TW1。

[0056] 步骤316：判断中断信号ITR1是否由超过等待时间TW1所触发。于判断出中断信号ITR1由超过等待时间TW1所触发时，执行步骤318；否则，回到步骤304。

[0057] 步骤318：将输入灵敏度SIN设定成第一特定灵敏度S1。

[0058] 接下来，将配合图3所示的各步骤与图1、图2所示的各元件来说明各元件之间如何运作。于步骤304中，判断模块230的中断信号检测单元232检测是否接收到中断信号ITR1，若没有收到中断信号ITR1，则中断信号检测单元232会持续检测(回到步骤304)；若是收到中断信号ITR1，中断触发判断单元234此时会判断中断信号ITR1是否由检测到输出音量SOUT大于阈值TH1所触发(步骤306)，接下来，分两种情况来进行说明。

[0059] 于第一种情况下，当中断信号ITR1是由检测到输出音量SOUT大于阈值TH1所触发时，灵敏度检测单元236会检测输入灵敏度SIN是否为第二特定灵敏度S2(步骤308)，当输入灵敏度SIN为第二特定灵敏度S2时，灵敏度检测单元236会告知计时器238以重置等待时间TW1(步骤310)；当输入灵敏度SIN并非为第二特定灵敏度S2时，灵敏度设定模块210会将输入灵敏度SIN设定成第二特定灵敏度S2(步骤312)，且灵敏度检测单元236会启动计时器238以开始计数等待时间TW1(步骤314)。

[0060] 于第二种情况下，当中断信号ITR1并非由检测到输出音量SOUT大于阈值TH1所触发时，中断触发判断单元234会接着判断中断信号ITR1是否由超过等待时间TW1所触发(步骤316)，当中断信号ITR1是由超过等待时间TW1所触发时，灵敏度设定模块210便会将输入灵敏度SIN设定成第一特定灵敏度S1(步骤318)；反的，当中断信号ITR1并非由超过等待时间TW1所触发时，中断信号检测单元232会持续检测(回到步骤304)。

[0061] 请参考图4与图5，图4为图2中的阈值发生器250测量输入灵敏度与音响回声的关系的操作示意图，而图5为图2所示的阈值发生器250决定阈值的操作流程图。如图4中的图4A所示，阈值发生器250中的第一测量单元252会将输入灵敏度SIN固定于一固定灵敏度SINfixed，接着测量输出音量SOUT与音响回声EC1的一第一关系RS1；如图4中的图4B所示，阈值发生器250中的第二测量单元254会将输出音量SOUT固定于一固定音量SOUTfixed，接着测量输入灵敏度SIN与音响回声EC1的一第二关系RS2。图5的流程则包含以下的步骤：

[0062] 步骤502：开始。

[0063] 步骤504：将输入灵敏度SIN固定于一固定灵敏度，并测量输出音量SOUT与音响回声EC1的一第一关系RS1。

[0064] 步骤506：将输出音量SOUT固定于一固定音量，并测量输入灵敏度SIN与音响回声EC1的一第二关系RS2。

[0065] 步骤508：根据第一关系RS1以及第二关系RS 2来产生阈值TH1。

[0066] 关于图5所示的各步骤请配合图2所示的各元件与图4的实施例，即可了解各元件之间如何运作，而为了说明书内容简洁起见，故图5中各步骤的操作便不再赘述。请注意，上述的阈值发生器250的实施例与流程图仅为本发明的一实作范例，并非本发明的限制条件。

[0067] 请参考图6，图6为本发明可消除回声的语音装置600的第二实施例的示意图。语音装置600与图1所示的语音装置100类似，两者不同的处在于语音装置600的回音消除装置630所包含的一音量检测模块650设置于一灵敏度设定模块640的内部，其中，灵敏度设定模块640可由一微处理控制单元来实施，以及音量检测模块650可由一模数转换器来实施，但并不局限于此。关于回音消除装置630的各元件及其运作方式，将于下面的实施例中进一步详细说明。

[0068] 请参考图7，图7为图6中回音消除装置630的电路结构实施例的示意图。于本实施例中，回音消除装置630包含(但不局限于)一灵敏度设定模块710、一音量检测模块720、一灵敏度检测模块730以及一阈值发生器750，其中，音量检测模块720、灵敏度检测模块730以及阈值发生器750皆是设置于灵敏度设定模块710的内部。音量检测模块720耦接于灵敏度检测模块730以及阈值发生器750之间，用来检测输出音量SOUT是否大于阈值TH1，而灵敏度检测模块730耦接于该音量检测模块720，用来于检测到输出音量SOUT并不大于阈值TH1时(亦即SOUT≤TH1)，检测输入灵敏度SIN是否为第二特定灵敏度S2，当输入灵敏度SIN为第二特定灵敏度S 2时，灵敏度设定模块710会将输入灵敏度SIN设定成第一特定灵敏度S 1(亦即原始灵敏度)。另外，阈值发生器750可由图2所示的阈值发生器250来实施，其相关内部元件(第一测量单元752、第二测量单元754与阈值产生单元756)与操作可参照前述说明(请参考图2、图4以及图5)，故于此不再赘述。

[0069] 请参考图8，图8为本发明降低音响回声方法的另一操作范例的流程图，其包含(但不局限于)以下的步骤：

[0070] 步骤802：开始。

[0071] 步骤804：取样输出音量SOUT。

[0072] 步骤806：检测输出音量SOUT是否大于阈值TH1。于检测到输出音量SOUT大于阈值TH1时，执行步骤808；否则，执行步骤812。

[0073] 步骤808：寻找适当的输入灵敏度值，例如第二特定灵敏度S2。

[0074] 步骤810：将输入灵敏度SIN由第一特定灵敏度S1设定成第二特定灵敏度S2。

[0075] 步骤812：检测输入灵敏度SIN是否为第二特定灵敏度S2。当检测到输入灵敏度SIN为第二特定灵敏度S2时，执行步骤814；否则，回到步骤804。

[0076] 步骤814：将输入灵敏度SIN设定成第一特定灵敏度S1。

[0077] 接下来，将配合图8所示的各步骤与图6、图7所示的各元件来说明各元件之间如何运作。于步骤804中，音量检测模块720每隔一段时间会去取样输出音量SOUT，并去检测输出音量SOUT是否大于阈值TH1(步骤806)，接下来，分两种情况来进行说明。于第一种情况下，当输出音量SOUT大于阈值TH1时，灵敏度设定模块710会去寻找适当的输入灵敏度值(例如第二特定灵敏度S2)，并将输入灵敏度SIN由第一特定灵敏度S1设定成第二特定灵敏度S2(步骤808～810)。于第二种情况下，当输出音量SOUT并不大于阈值TH1时，灵敏度检测模块730会去检测输入灵敏度SIN是否为第二特定灵敏度S 2(步骤812)，若是输入灵敏度SIN为第二特定灵敏度S2，灵敏度设定模块710会将输入灵敏度SIN设定成第一特定灵敏度S1(步骤814)；若是输入灵敏度SIN并非为第二特定灵敏度S2，则音量检测模块720每隔一段时间会继续取样输出音量SOUT(回到步骤804)。

[0078] 请注意，于图3、图5以及图8中所提到的各流程的步骤仅为本发明所举的可行的实施例，并非限制本发明的限制条件，且在不违背本发明的精神的情况下，此方法可还可包含其他的中间步骤来进行适当的变化，而这些设计变化均属本发明的范畴。

[0079] 以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种降低音响回声方法及其相关回声消除装置、语音装置。通过检测输出音量SOUT的大小，来动态调整声音输入装置的输入灵敏度SIN以降低音响回声，当输出音量SOUT超过预设的最大值(亦即阈值TH1)时，立即启动该机制并将输入灵敏度SIN调整至适当强度，以防止音响回声的发生。值得注意的是，灵敏度设定模块可由一微处理控制单元所实施，音量检测模块可由一模数转换器所实施，且该模数转换器可设置于该微处理控制单元的外部或者内部，两者的运作方式与不同的处请参照说明书的详细叙述。再者，本发明所公开的回声消除机制(包含装置及方法)可配合公知技术所采用的机构、软件计算以及专用处理芯片等三种回声消除方式一起使用，可以进一步提升消除回声的效果。另外，调整输入灵敏度SIN实质上并不会明显影响到声音输入装置的收音品质，消费性电子产品仍能保有全双工(full-duplex)的语音品质，但却能大幅度降低音响回声，实为一经济实惠的解决之道。

[0080] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。