[发明专利]一种回声消除方法

说明书

本发明公开了一种回声消除方法。现有方法单纯采用声学回声消除器，无法完全消除回声，声学回声消除器的输出都有回声的残留。本发明方法通过低通滤波器、扬声器、声学回声消除器、传声器、高通滤波器、能量提取模块、能量比较模块、舒适噪声生成模块、近端语音信号生成模块实现。首先对需要播放语音进行滤波，将滤波后的语音当作参考音；播放参考音；当麦克风的高频能量进行双讲判断；根据双讲状态，对残差信号进行不同处理。本发明方法同时实现了实现低回声与保留较高的近讲的语音质量。本发明实现方案简单，计算量低，可以在低计算力的嵌入式设备中实现低回声残留同时保留较高的近讲的语音质量。

技术领域

本发明属于声音数据处理技术领域，具涉及一种回声消除过程中的回声消除方法。

背景技术

回声是扬声器播放的声信号经环境反射并被传声器所采集到。回声与当前发声者发出的声音混合并传输到远端，影响远端的接收质量。传统的回声消除技术单纯通过声学回声消除器对回声进行消除(如图1)。远端说话人说话时，他的声音信号(远端语音ref)经电话系统或网络系统传输到近端设备上当作参考音，参考音被送到近端设备的扬声器a和声学回声消除器c中。近端说话人的声音和扬声器播放的声音一起被近端的传声器b拾取，传声器拾取的声音被送到声学回声消除器c中，与原始的采样进行比较，在传声器拾取的声音只移除扬声器播放的声音。由于传声器拾取的声音中来自扬声器播放的部分是扬声器播放的声音与回音路径传递函数的卷积。通常声学回声消除器使用自适应滤波器以输入和输出信号的统计特性的估计为依据，采用NLMS或其它算法自动地调整滤波器系数，使用自适应滤波器的系数近似估计出回音路径传递函数。从而声学回声消除器计算出传声器拾取的声音中来自扬声器播放的声音，并将其在传声器拾取的声音中减去，从而得到近端说话人的声音(近端语音x)。由于物理上回音路径传递函数是连续而且无限长度的，声学回声消除器只能用离散的有限长度的滤波器系数进行近似。所以声学回声消除器无法完全消除回声，声学回声消除器的输出都有回声的残留。

为了减少回声残留，一种通用作法是进行近端人说话检测。当没有近端人说话时，声学回声消除器输出舒适噪声。但是由于远端语音的频谱与近端人语音的频谱带宽重叠，频谱形状相近，近端人说话检测的难度大，准确率不高，导致对近讲的语音有损伤，影响人的听感。

另外质量高的算法实现复杂，在低计算力的嵌入式设备中无法使用高计算高功耗的回声消除算法，导致即实现在低回声残留又实现保留较高的近讲的语音质量。

发明内容

本发明的目的就是提供一种回声消除方法，在低计算力的嵌入式设备实现低回声与保留较高的近讲的语音质量。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明的回声消除方法通过低通滤波器、扬声器、声学回声消除器、传声器、高通滤波器、能量提取模块、能量比较模块、舒适噪声生成模块、近端语音信号生成模块实现。

具体是：远端语音ref输入低通滤波器，低通滤波器的输出端分别连接扬声器的信号输入端和声学回声消除器的一个信号输入端，低通滤波器设置有截止频率Fc，低通滤波器将远端语音中高于Fc频率的信号滤除，只留下低于等于Fc频率的信号，传至扬声器和声学回声消除器，扬声器将低通滤波后的信号转换成声音播放；所述的远端语音ref是由远端通信系统发送的语音信号。

传声器的信号输出端分别连接高通滤波器的信号输入端和声学回声消除器的另一个信号输入端，传声器将扬声器播放的回声与近端说话人的语音转换成电信号输出。

高通滤波器设置有通过频率Fp，保留高于等于Fp频率的信号，将低于Fp频率的信号滤除，Fp＞Fc。

高通滤波器的信号输出端连接能量提取模块的信号输入端，能量提取模块提取信号的能量E，n为连续输入信号的数量，m为输入信号的幅度；能量提取模块的信号输出端连接能量比较模块的信号输入端。