[發(fā)明專利]一種回聲消除系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010071961.7
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111277718B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 許乾坤;顧凡
• 申請（專利權）人: 上海推樂信息技術服務有限公司
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02;H04M9/08
• 代理公司: 北京天馳君泰律師事務所 11592
• 代理人: 孟銳

本發(fā)明涉及一種回聲消除系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)包括主濾波模塊、次濾波模塊、狀態(tài)模塊和更新模塊，其中，所述主濾波模塊包括主濾波器和主減法器，所述主濾波器經配置以基于主濾波器濾波參數對遠端信號x(n)進行濾波，所述主減法器對主濾波器輸出的回聲估計信號和近端信號d(n)做減法得到主減法器誤差信號e₁(n)；所述次濾波模塊經配置通過對遠端信號x(n)進行自適應濾波以提供次濾波器回聲路徑參數h₂；所述狀態(tài)模塊接收遠端信號x(n)和近端信號d(n)，經配置以確定輸入到主濾波模塊的遠端信號x(n)的狀態(tài)；所述更新模塊經配置以至少部分基于輸入到主濾波模塊的遠端信號x(n)的狀態(tài)更新主濾波器濾波參數。本發(fā)明能夠有效消除回聲，且提高了回聲消除的響應速度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種音頻技術領域，特別地涉及一種回聲消除系統(tǒng)及其方法。

背景技術

在語音通話過程中，回聲消除是信號處理中的一個重要方面。圖1為一種典型的回聲消除原理示意圖。遠端(far end)語音信號x(n)被揚聲器播放后在近端(near end)的聲學環(huán)境中傳播，并被近端麥克風采集而形成回聲信號y(n)，同時麥克風也采集到近端可能存在的語音和噪聲信號v(n)(為方便說明，以下稱為語音信號v(n))。因而，近端麥克風信號d(n)＝y(tǒng)(n)+v(n)。從遠端信號x(n)到回聲信號y(n)的過程可以建模成：y(n)＝h(n)*x(n)，其中，*表示卷積，h(n)表示由揚聲器物理聲學特性和近端環(huán)境聲學響應組成的系統(tǒng)參數，也可稱之為回聲路徑。

目前，線性回聲消除系統(tǒng)采用自適應濾波器(Adaptive Filter，簡稱AF)學習回聲路徑h(n)。學習得到回聲路徑h(n)的近似路徑進而得到估計回聲信號從近端麥克風信號d(n)中減去估計回聲信號從而得到去除了回聲的輸出信號e(n)，其作為輸出發(fā)送到遠端。回聲消除系統(tǒng)的理想情況是自適應濾波器AF學習得到的近似回聲路徑無限接近回聲路徑h(n)，從而使得到的估計回聲信號與回聲信號y(n)無限接近，從而在近端信號d(n)中完全消除回聲信號。然而，聲學環(huán)境的復雜多變和通話過程狀態(tài)的不確定性都增加了自適應濾波器AF學習回聲路徑h(n)的難度和響應速度，回聲消除的效果并不理想。

發(fā)明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種回聲消除系統(tǒng)及其方法，用以在實時通話中，有效消除回聲的同時提高響應速度。

為了解決前述技術問題，根據本發(fā)明的一個方面，提供一種回聲消除系統(tǒng)，其中包括：主濾波模塊、次濾波模塊、狀態(tài)模塊和更新模塊，其中，所述主濾波模塊包括主濾波器和主減法器，所述主濾波器經配置以基于主濾波器濾波參數對遠端信號x(n)進行濾波，所述主減法器對主濾波器輸出的回聲估計信號和近端信號d(n)做減法得到主減法器誤差信號e₁(n)；所述次濾波模塊經配置通過對遠端信號x(n)進行自適應濾波以提供次濾波器回聲路徑參數h₂；所述狀態(tài)模塊與所述主濾波模塊和次濾波模塊相連接，并接收遠端信號x(n)和近端信號d(n)，經配置以確定輸入到主濾波模塊的遠端信號x(n)的狀態(tài)；所述更新模塊與所述狀態(tài)模塊和主濾波模塊相連接，經配置以至少部分基于輸入到主濾波模塊的遠端信號x(n)的狀態(tài)更新主濾波器濾波參數。

為了解決前述技術問題，根據本發(fā)明的另一個方面，提供一種回聲消除方法，包括以下步驟：

接收遠端信號x(n)和近端信號d(n)，利用主濾波模塊中的主濾波器基于主濾波器濾波參數對遠端信號x(n)進行濾波，以生成回聲估計信號

從近端信號d(n)中減去所述回聲估計信號生成主濾波器誤差信號e₁(n)；

利用次濾波模塊對遠端信號x(n)進行自適應濾波提供次濾波器回聲路徑參數h₂；

確定輸入到主濾波模塊的遠端信號x(n)的狀態(tài)；以及

至少部分基于輸入到主濾波模塊的遠端信號x(n)的狀態(tài)更新主濾波器濾波參數。