[發(fā)明專利]確定聲學(xué)回聲消除中系統(tǒng)延時(shí)的方法及聲學(xué)回聲消除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310728989.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN103700374A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢曉炯;呂銳;劉謙;董澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波菊風(fēng)系統(tǒng)軟件有限公司
• 主分類號(hào): G10L21/0232
• 分類號(hào): G10L21/0232
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;鄧青玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種確定聲學(xué)回聲消除中系統(tǒng)延時(shí)的方法及利用該方法進(jìn)行聲學(xué)回聲消除方法。

背景技術(shù)

聲學(xué)回聲是指麥克風(fēng)1’將揚(yáng)聲器2’的聲音信號(hào)采集進(jìn)去的聲音，語音通訊和現(xiàn)場會(huì)議中的聲學(xué)回聲是有害的，需要通過技術(shù)手段進(jìn)行消除，我們將聲學(xué)回聲消除器(Acoustic?Echo?Canceler)簡記為AEC?，F(xiàn)有的AEC能夠在特定系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)很好的消除效果，然而對(duì)于某些特定的設(shè)備其系統(tǒng)延時(shí)較大，或者系統(tǒng)延時(shí)存在動(dòng)態(tài)變化的情況下，許多現(xiàn)有的AEC就會(huì)失效。

如附圖1所示，AEC的工作原理是將遠(yuǎn)端原始信號(hào)（Far-end?speech）作為參考信號(hào)，利用回聲信號(hào)和參考信號(hào)的相關(guān)性，將近端輸入信號(hào)和回聲信號(hào)進(jìn)行分離，目標(biāo)是只剩下盡可能純凈的近端輸入信號(hào)。

因?yàn)檎Z音信號(hào)是時(shí)變的，參考信號(hào)和麥克風(fēng)采集的近端輸入信號(hào)和回聲信號(hào)在計(jì)算過程前需要進(jìn)行同步，而這兩組信號(hào)存在相對(duì)延時(shí)，延時(shí)包括聲音傳播的延時(shí)、播放和采集的延時(shí)、計(jì)算機(jī)處理調(diào)度的延時(shí)，我們將這些延時(shí)統(tǒng)稱為系統(tǒng)延時(shí)，因此對(duì)聲學(xué)回聲消除，需要首先確定系統(tǒng)延時(shí)。而對(duì)于不同的系統(tǒng)環(huán)境，其系統(tǒng)延時(shí)差異性非常大，范圍大概從10ms～800ms之間，而且有的系統(tǒng)延時(shí)會(huì)在這個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)。判斷回聲消除器的一個(gè)重要指標(biāo)就是支持多大范圍的系統(tǒng)延時(shí)，然后支持系統(tǒng)延時(shí)的范圍太大會(huì)大大增加實(shí)時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)算量，通常300ms以上的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)延時(shí)就是比較好的指標(biāo)。

現(xiàn)有的AEC消除回聲的方法包括，通過最小均方誤差(LMS-least?mean?square?error?algorithm)方法實(shí)現(xiàn)回聲延時(shí)的自適應(yīng)和消除，通過讀取操作系統(tǒng)的緩沖區(qū)大小來估計(jì)系統(tǒng)延時(shí)然后在頻域使用增益減法進(jìn)行消除，還有的僅僅是通過對(duì)一方信號(hào)的抑制實(shí)現(xiàn)半雙工的回聲消除。LMS方法計(jì)算量比較大，不能適應(yīng)系統(tǒng)延時(shí)過大的情況，且不適用于具有非線性失真的聲學(xué)回聲；讀取緩沖區(qū)大小來估計(jì)系統(tǒng)延時(shí)的方法對(duì)系統(tǒng)依賴性太大，對(duì)于非實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)，延時(shí)估計(jì)非常不準(zhǔn)確；半雙工回聲消除方法用戶體驗(yàn)差，只適用于在低端的設(shè)備上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種準(zhǔn)確性高、運(yùn)算量低的確定聲學(xué)回聲消除中系統(tǒng)延時(shí)的方法。

本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的首要技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種聲學(xué)回聲消除,該聲學(xué)回聲消除中確定聲學(xué)回聲消除中系統(tǒng)延時(shí)準(zhǔn)確性高、運(yùn)算量低，能較好的準(zhǔn)確的快速將聲學(xué)回聲進(jìn)行有效消除。

本發(fā)明解決上述首要技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種確定聲學(xué)回聲消除中系統(tǒng)延時(shí)的方法，其特征在于：包括如下步驟

步驟一、分別將采集的原始信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行交疊分段、加窗和快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，從而得到原始頻域信號(hào)和參考頻域信號(hào)，具體轉(zhuǎn)換過程為：

1、分別對(duì)采集的原始信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行交疊分段處理，每一分段時(shí)間為t1，交疊時(shí)間為t2，t2小于t1大于零，交疊分段處理的處理方式為常規(guī)技術(shù)，比如，t1為10ms，t2為5ms，第一分段的數(shù)據(jù)為0～10ms的數(shù)據(jù)，第二分段的數(shù)據(jù)為5ms～15ms的數(shù)據(jù)，第三分段的數(shù)據(jù)為15m～25ms的數(shù)據(jù)，第四分段的數(shù)據(jù)為20ms～30ms的數(shù)據(jù)……，即后一分段數(shù)據(jù)和前一分段的數(shù)據(jù)會(huì)有t2時(shí)間的交疊部分；

2、分別對(duì)交疊分段處理后的分段原始信號(hào)和分段參考信號(hào)分別進(jìn)行加窗處理，去除分段造成的譜泄露；對(duì)信號(hào)進(jìn)行加窗處理也為常規(guī)技術(shù)，可以采用Hamming窗或其他矩形窗，本方案中，采用Hamming窗效果較好；

3、分別對(duì)加窗處理后的分段原始信號(hào)和分段參考信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換，快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換也是常規(guī)技術(shù)，得到由多個(gè)分段原始頻域信號(hào)組成的一組原始頻域信號(hào)和多個(gè)分段參考頻域信號(hào)組成的一組參考頻域信號(hào)；

步驟二、找出所有分段的原始頻域信號(hào)中能量最高的n個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的頻率值，n為大于等于2的自然數(shù)，并將這些頻率值按照分段的先后順序依次記錄下來形成一個(gè)原始頻域信號(hào)共振峰頻率序列數(shù)組，記為f_s；相同方法，找出所有分段的參考頻域信號(hào)中能量最高的至少兩個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的頻率值，并將這些頻率值按照分段的先后順序依次記錄下來形成一個(gè)參考頻域信號(hào)共振峰頻率序列數(shù)組，記為f_c；