[发明专利]一种语音通信中小空间回声信号的处理方法

说明书

本发明涉及一种语音通信中小空间回声信号的处理方法，首先根据所使用的电声系统对室内输入白噪声脉冲，充分激励起室内的驻波响应，获得室内冲击响应并转换为数字信号；然后估算室内声环境AR模型的阶数，进行线性预测，获取室内声环境AR模型的传递函数参数，建立室内的AR模型传递函数H(z)，形成全极点滤波器。其次对麦克风拾音信号进行盲源分离算法，获得语音信号和回声信号。最后依据H(z)建立远端语音源信号（电路获取）的回声估算，再依据相关性判断回声信号并去除的算法结构。本发明能够获得理想的麦克风语音拾音，消除“双讲”的回声干扰。

技术领域

本发明涉及室内声信号处理技术领域，特别是一种语音通信中小空间回声信号的处理方法。

背景技术

室内声信号用于听音包括两部分信号组成：一是声源直接传达到接收位置的直达声，它随传输距离增大而衰减；二是声源激励起的室内声环境驻波，它充满于室内。因此在小空间中往往比大空间存在较强烈的环境驻波(强反射声)的影响。

对于实际听音空间中的电声通信系统，往往由于声环境驻波的影响造成两个方面影响：一是在双方同时讲话时造成回声干扰，造成音质下降，没有近端语音时也有回声送到远端播放；二是由于通信信道和双方室内构成闭环回声正反馈系统，严重时造成反馈激励的自激啸叫。因此，在电声通信系统中，通常针对回声造成的反馈啸叫的处理方法有：采用均衡处理；或是采用移频处理；或是采用自适应滤波器抵消环境回声。但这些处理在某种程度上都将对音质又引起一定的影响，或者处理不够彻底的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种语音通信中小空间回声信号的处理方法，用于获得理想的麦克风语音拾音，消除“双讲”的回声干扰。

本发明采用以下方案实现：一种语音通信中小空间回声信号的处理方法，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)+···+a_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)之间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。

进一步地，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。该噪声应在双方会议的语音通信前分别送进相应场所播放，以便获取模拟相应场所的全极点滤波器。

进一步地，步骤S2中，阶数p的取值为2dN，其中dN的计算采用下式：