[发明专利]一种非接触式自适应回声消除装置及回声消除方法

说明书

本发明提供了一种非接触式自适应回声消除装置及回声消除方法，该装置包括自适应辨识滤波器(10)和非接触测量设备(7)，所述非接触测量设备(7)的输出端与自适应辨识滤波器(10)的输入端连接，所述的非接触测量设备(7)向扬声器振膜(6)发射激光或超声波，通过测量激光或超声波的反射信号，获得反映扬声器振膜振动信息的信号作为自适应辨识滤波器(10)的参考信号。基于上述装置，利用本发明的回声消除方法进行回声消除，能够避免扬声器驱动电流信号到声信号传递的非线性变化对自适应辨识滤波器产生的不良影响，提高滤波器收敛性能；同时提高自适应回声消除中回声抑制量，从而提高系统性能。

技术领域

本发明涉及自适应回声消除技术领域。特别涉及一种非接触式自适应回声消除装置及回声消除方法。

背景技术

在音视频即时通信过程中，通信双方同时配备有麦克风和扬声器。远端麦克风拾取的声音信号r(n)经过线路(如电话线，互联网)传递到近端，再由近端扬声器播放，此时若不加以控制，近端麦克风将同时拾取到近端语音和回声信号，这里的回声信号是指由近端扬声器播放并传递到近端麦克风的声音信号。近端麦克风信号与远端麦克风信号类似，当声音信号被传递到远端扬声器时，使得远端目标听到自己的回声信号，从而影响音视频即时通信的通话质量。通过利用回声消除技术抑制回声信号，可以提高音视频即时通信系统的性能。

在自适应回声消除技术中，如图1所示，来自远端的数字信号r(n)经过D/A转换驱动扬声器播放声音，并被近端传声器1拾取形成回声。近端传声器1产生的信号经过A/D转换形成期望信号d(n)，在有近端语音时，期望信号d(n)中包含r(n)产生的回声信号以及近端说话人的语音信号s(n)。传统的自适应回声消除算法利用r(n)作为参考信号，d(n)作为期望信号，通过自适应更新滤波器，从d(n)中消除回声信号。由于扬声器的非线性效应，例如：动态范围不足引起的截波非线性，以及高级扬声器配备的动态幅度控制(Dynamic RangeControl,DRC)均会出现非线性，使得期望信号中出现参考信号的非线性部分。而自适应滤波器是一种线性滤波器，因此不能有效地消除期望信号中的非线性信号，使得滤波输出的信号仍具有较大的回声，从而使得算法性能下降。

为解决自适应回声消除算法中参考信号经过扬声器产生非线性造成算法性能下降的问题，以往公开有如下技术：(a)在扬声器驱动电路中设计信号采集电路，采集扬声器工作过程中的电流或电压信号作为自适应回声消除算法的参考信号；(b)在扬声器振膜上贴上加速度传感器采集扬声器工作过程中振膜的加速度信息作为自适应回声消除算法的参考信号。

上述技术(a)采用在扬声器驱动电路中设计信号采集电路的方式，仅能采集扬声器非线性振动反馈回电路系统的信号，而不能实现扬声器非线性振动的直接测量；上述技术(b)采用加速度传感器能够直接采集扬声器振膜的非线性振动信号，但是附加的加速度传感器会影响扬声器振膜的振动，引起新的非线性因素。

发明内容

本发明的目的在于，为解决自适应滤波器在回声消除过程中，不能有效地消除扬声器产生的非线性信号，本发明提供一种非接触式自适应回声消除装置。该装置与通话设备没有任何接触，从而不会对扬声器振膜造成额外非线性效应，能够获得扬声器真实振动信息，从而获得扬声器包括线性以及非线性在内的全部的振动信息。

为实现上述目的，本发明提供的一种非接触式自适应回声消除装置，包括自适应辨识滤波器和非接触测量设备，所述非接触测量设备的输出端与自适应辨识滤波器的输入端连接，所述的非接触测量设备向扬声器振膜发射激光或超声波，通过测量激光或超声波的反射信号，获得反映扬声器振膜振动信息的信号作为自适应辨识滤波器的参考信号；所述的自适应辨识滤波器以参考信号和传声器感应声波声压生成的传声器信号自适应调整滤波器的权值系数，以更新滤波器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的扬声器振膜振动信息包括：振膜振动速度、振膜振动位移和振膜振动加速度。