[发明专利]一种语音通信中小空间回声信号的处理方法

权利要求书

1.一种语音通信中小空间回声信号的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取室内声环境的脉冲响应信号，并转换成数字信号，该数字信号即室内冲击响应信号y(n)；

步骤S2：进行线性预测，利用下式获得室内声环境AR模型的p阶结构参数：

y(n)＝a₁y(n-1)+a₂y(n-2)+…+α_p(n-p)+e(n)；

式中e(n)称为残差，a₁，a₂，...a_p为室内声环境AR模型的p阶结构参数；

步骤S3：设在z域，室内输入声源信号为x(z)，输出为y(z)，根据阶数p和室内声环境AR模型的p阶结构参数确定相应的全极点滤波器结构，其系统传递函数如下：

步骤S4：获取近端两路麦克风输入声源在数字域的信号s1(n)和s2(n)，同时获取远端送来的电路信号s3(n)；将s1(n)和s2(n)采用盲源信号分离处理算法，获得两个分离信号x1(n)与x2(n)；将s3(n)送入步骤S3构建的全极点滤波器中，获得场所回声估算信号x3(n)；

步骤S5：将x3(n)分别与两个分离信号x1(n)、x2(n)做相关性计算，将与x3(n)相似度较高的分离信号视为场所回声信号；

步骤S6：重复步骤S1至步骤S5，对具有一定语音数据采用点的信号段连续进行处理，由此持续取出回声信号，用于消除其对近端麦克风拾取信号的回声干扰；

步骤S1中，利用电声系统对室内声环境输入激励信号，从而获取室内声环境的脉冲响应信号；其中所述输入激励信号为白噪声脉冲、周期脉冲或赝噪声；

步骤S2中，阶数p的取值为2dN，其中dN的计算采用下式：

式中，f为估算的频率，λ为相应波长，dω为估算的带宽，c为声速，Λ＝4V/S，V为室内容积，S为室内总表面积；

步骤S5中，将x3(n)和x1(n)通过信号相关性系数R1的计算；将x3(n)和x2(n)也通过信号相关性系数R2的计算，具体计算公式如下：

令相似度系数较高一组中的分离信号为场所回声信号；

所述步骤S4中，室内声环境的布置材料具有对不同声波频率的吸声和反射效果，形成固定扬声器和扩声麦克风之间的具有声波滤波效应的线性时不变系统，使语音通信中远端语音通过扬声器在场所激励的回声与讲话人的语音在麦克风处分别以具备独立语音源的效果进行混合；

所述室内声环境为中小空间，其环境的回声能量主要集中在500Hz以下分立的低频驻波，高频成分可忽略；

两个麦克风各自的混合信号均包括有用的近端语音信号x1(n)或室内本底噪声和远端语音在室内的回声信号x2(n)，采用盲源信号分离方法对混合信号进行分离；

当无专门声环境设计的小空间中进行语音通信时，若检测到远端扬声器有电路信号时，则以所述回声信号处理方法持续识别出麦克风拾取信号中的回声信号并去除，使麦克风输出干净的近端语音信号或正常本底噪声信号以消除回声不利影响。