[發明專利]一種抑制殘留回聲的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110326010.0
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102387273A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 樓廈廈;李波;劉崧
• 申請（專利權）人: 歌爾聲學股份有限公司
• 主分類號: H04M9/08
• 分類號: H04M9/08
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

技術領域

本發明涉及回聲消除技術領域，更為具體地，涉及一種抑制殘留回聲的方法和裝置。

背景技術

語音通訊中，受話器(又稱聽筒、receiver、SPK、EAR和EARPHONE)的信號經過線路反射和聲學反射，會串入送話器(又稱麥克風、咪頭、微音器、拾音器)接收信號中，并饋送到遠端，使遠端聽到回聲。回聲會給通話雙方造成極大干擾，影響通話質量，嚴重時甚至引起嘯叫，不僅完全無法通話，還可能傷害通訊設備。因此，為了保證通話質量和設備安全，通常需要在語音通訊中對回聲進行抑制。

回聲信號是受話器信號經由電聲轉換為實際聲音信號播放出來、再經過環境反射產生的。受話器的電聲轉換過程和環境反射都可以視為濾波過程，因此回聲信號可以看作是受話器經過一個特定的濾波器產生的聲音信號。

簡單的回聲抑制是使信道變成半雙工，任何時刻信道內只有單向的信號在傳送，抑制回聲。但在遠近端雙講時，遠端在講話時聽不到近端的聲音，通話的流暢性受到干擾。

隨著對語音通訊要求的不斷提升，一般會采用自適應回聲消除技術來抑制回音，同時保護近端語音，保證雙工效果。

自適應回聲消除技術以自適應濾波器作為回聲路徑消除濾波器來進行回聲消除，濾波器通過比較受話器信號和送話器信號，自動實時跟蹤回聲反射環境的變化，得到準確的回聲路徑，消除回聲。常規的可以去除大部分回聲，不會影響雙工性能。但是在實際系統中，由于受話器本身有失真，常規的自適應回聲消除技術無法消除全部回聲，而會有部分的回聲殘留。

現有的抑制或消除殘留回聲技術主要有兩種方式，一種是監測殘留回聲強度，限制受話器的功率，使殘留回聲低于限定水平，但該種方法會導致受話器信號強度有較大起伏，影響近端使用者的聽感。另一種方法是在殘留回聲較強時，將信道轉為半雙工，顯而易見，這種方法在抑制殘留回聲時會對近端語音造成損傷，特別是對于一些便攜的小型免提通話設備，由于受話器的失真較大，而且由于結構緊湊，送話器和受話器距離很近，殘留回聲很強時，為抑制殘留回聲會使信道變為半雙工，導致通話的流暢性受到影響。

發明內容

鑒于上述問題，本發明結合陣列處理與回聲抑制，充分利用小型免提通話設備的聲學結構，提出一種抑制殘留回聲的方法和裝置，用以在降低殘留回聲時減輕對近端語音的損傷，提升雙工性能。

本發明公開了一種抑制殘留回聲的方法，該方法適用于包括M個送話器和1個受話器的通話設備，其中，M為大于1的自然數，所述M個送話器一字排開形成陣列，該方法包括：

將M路送話器信號分別與受話器信號進行自適應濾波處理得到M路自適應濾波信號；

將除第一路以外的其他M-1路自適應濾波信號經過各自對應的陣列濾波器處理后得到M-1路陣列濾波器輸出信號；其中，根據受話器和自適應濾波信號對應的送話器之間的相對位置確定該自適應濾波信號所對應的陣列濾波器的權值；

將第一路自適應濾波信號分別與所述M-1路陣列濾波器輸出信號進行信號相減處理得到M-1路差值信號；將該M-1路差值信號分別進行時頻轉換處理，并從中選擇能量最小的一路頻域信號；

將第一路和第M路自適應濾波信號進行時頻轉換處理后進行語音概率濾波處理得到一路頻域語音概率信號；

將所述頻域語音概率信號和所選擇的能量最小的一路頻域信號進行相乘處理，并將相乘處理結果進行頻時轉換處理后作為抑制殘留回聲后的語音輸出信號。

在上述方法中，在將所述頻域語音概率信號和所選擇的能量最小的一路頻域信號進行相乘處理之后，該方法進一步包括：

將相乘處理結果與時頻轉換后的受話器信號進行頻譜濾波處理，再將相乘處理結果與頻譜濾波后的結果進行相減處理，將相減處理后的結果進行頻時轉換處理后作為抑制殘留回聲后的語音輸出信號。

在上述方法中，所述根據受話器與自適應濾波信號對應的送話器以及第一路送話器之間的相對位置確定該自適應濾波信號所對應的陣列濾波器的權值包括：

對于除第一路以外的其他M-1路自適應濾波信號中的每一個當前自適應濾波信號，根據如下公式確定陣列濾波器的權值：