[发明专利]一种回声消除双向语音对讲设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种回声消除双向语音对讲设备，尤其涉及一种安防语音通信领域的回声消除双向语音对讲设备。

背景技术

现如今，大多数的语音对讲设备，无法作为独立的语音对讲终端设备，和后端的硬盘录像机（DVR），IP网络摄像机，光端机，语音板卡等配合，导致在工程应用中的造价和费用都比较高。并且大多数对讲系统的效果，只能满足1米左右的距离，对讲距离有较大限制。并且语音对讲设备在对讲过程中常出现回声、啸叫等现象导致对讲不能正常进行，回声分量是由于接收信号经由混合电路流入发送信号的路径内而产生的。因此需要解决的问题有如下几个：

1.双向语音通话能力需要变远，根据现有的需求，能够满足1-3米距离的双向语音对讲；

2. 作为独立双向语音对讲终端，需要和后端设备都能匹配；

3. 由于是配合后端的各种硬件设备，不仅仅包括声学回声，更有可能存在线路回声，需要能够解决线路回声的消除功能。

中国专利CN200910261524.5公开了一种即使在回声路径急剧变化、回声信号延迟改变的情况下,也不用特别增大装置规模,可迅速追随并消除回声的回声消除器。回声消除器是具有包含自适应滤波器的模拟回声生成单元的回声消除器,其特征在于,该回声消除器具有:初始延迟估计单元,其作用是形成包含由频率掩蔽效果的特定频率分量作为参照信号并将其输出到回声路径,然后根据送话信号检测来自参照信号的回声分量中的特定频率分量,根据包含特定频率分量的参照信号的形成定时和送话信号中的特定频率分量的回声分量的检测定时，来求出回声路径的初始延迟量;以及延迟赋予单元,并将来自回声路径的初始延迟估计单元的初始延迟量，赋予给受话信号并提供给模拟回声生成单元。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足和缺点，本发明提供了一种回声消除效果消除好、回声处理时间短且传输距离可调节的回声消除双向语音对讲设备。

一种回声消除双向语音对讲设备，包括音频输入模块、喇叭驱动模块、回声消除模块、降噪静噪模块、语音延时模块和音频输出模块。音频输入模块的输出端分别与喇叭驱动模块和回声消除模块的输入端连接，回声消除模块的输出端与降噪静噪模块的输入端连接，降噪静噪模块的输出端与语音延时模块的输入端连接，语音延时模块的输出端与音频输出模块的输入端连接。

优选地，所述的回声消除模块包括自适应滤波器回声消除模块和非线性处理模块。

优选地，所述的降噪静噪模块包括前端语音信号输入模块、时域频域噪声分析模块、噪声抑制模块、音频能量检测模块和语音信号输出控制模块。

优选地，所述的音频输入模块包括语音信号输入模块、音频输入接口模块、静电防护模块和电平信号自动调整模块。

优选地，所述的音频输出模块包括语音信号输出模块、音频输出接口模块、隔离输出模块和跟随输出模块。

优选地，所述的语音延时模块包括数字信号处理器模块、第一存储模块和第二存储模块。

本发明的回声消除双向语音对讲设备具有下述有益效果：

1.回声消除模块通过自适应滤波器回声消除模块，针对回声进行消除，而对于无法完全消除的尖峰信号，采用后一级非线性处理，两者配合。由于有后一级的回声消除，可以将前一级的回声消除动作时间变短，适当的将回声遗漏出来，后一级用更短的时间来进行尖峰信号消除，可以将回声的动作时间变短，两者处理时间小于其它的回声消除软件所动作时间，确保最远3米进行双向语音通话，消除回声、啸叫等现象，有效减少了回声信号消除时间；

2.通过回声消除模块的自动增益控制算法完成输入音频控制，确保1-3米过程中声音不会有明显的起伏，音量相差不大，无畸变等情况；

3.降噪静噪模块：通过时域和频域噪声分析模块，将噪声降低10dB，去除环境噪声，同时进一步减少回声噪声；音频能量检测模块：在无语音信号时，做到静噪处理；

4.通过语音延时模块对语音进行延时处理，避免扬声器进去的声音和麦克风采集的声音重叠，无法准确确认回声信号；

5.能够通过输出、输入音频接口模块，确保与不同的后端音频采集设备连接使用，包括硬盘录像机，IP网络摄像机，录音采集卡，光端机等。

附图说明

图1为本发明的产品结构示意图；

图2为本发明回声消除模块的结构原理图；

图3为本发明降噪静噪模块的结构原理图；

图4为本发明语音延时模块的结构原理图；

图2中标识如下：

x(n)   远端参考信号输入；