[發明專利]一種空間站的空間話音設備的回聲消除方法

有效

• 申請號: 202011418701.9
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112653799B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 朱博;王雪松;陳鴻翔;邱新安;成明宇;楊雷;張政東;李家亮;王世佳
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: H04M9/08
• 分類號: H04M9/08;G10L19/02;G10L19/26;G10L21/0232
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;李愛英

本發明提供一種空間站的空間話音設備的回聲消除方法，所述方法包括獲取近端話筒的輸入信號，利用數字自適應濾波器對輸入信號做自適應回聲抵消，得到處理后的輸入信號；根據頻率值將所述處理后的輸入信號劃分高頻子帶及低頻子帶；使用NLMS和NLP對所述低頻子帶作回聲消除處理；根據所述低頻子帶得出的NLP系數對所述高頻子帶做NLP處理；將NLP處理后的高頻子帶進行延時，再與回聲消除處理后的低頻子帶輸入合成QMP濾波器，得到合成全帶信號。根據本發明的方案，可以有效地解決空間遠端聲音通過多種路徑反射后被近端麥克風拾取，再經過線路/網絡傳輸到遠端造成的回聲。空間話音設備通話清晰，可以很好的滿足用戶雙全工免提通話的要求。

技術領域

本發明涉及空間站領域，尤其涉及一種空間站的空間話音設備的回聲消除方法。

背景技術

我國正在研制可以長期在軌運行的空間站，航天員可以通過艙內的話音設備實現與地面設備，或者不同艙段間的通話任務以及會議功能。

話音設備具備揚聲器播放聲音功能、具備內置麥克風接收話音輸入的功能，可以支持航天員在艙內實現全雙工免提通話。但是當設備處于免提通話狀態時，由于講話人距離設備較遠，所以要求設備的播放音量要足夠大，同時設備的拾音距離也要足夠遠，使得講話人無需靠近設備，即可聽清楚對方的聲音，自己的講話也很容易被對方聽清楚。但是，免提通話時，當遠端聲音通過線路/網絡傳輸到近端并通過近端揚聲器播放出來后，聲波會在空間中通過多種路徑(所述多種路徑例如：直接或通過艙壁、儀器設備、人的身體等)反射后被近端麥克風拾取，再經過線路/網絡傳輸到遠端，這樣遠端講話者就聽到了自己的回聲。這種聲學回聲會嚴重干擾雙方的交談，在一定情況下還會造成自激嘯叫，使得交談完全無法進行。

因此，針對空間站的空間話音設備的通話要求，為保證通話質量及航天員的人機交互體驗，提出了一種空間站的空間話音設備的回聲消除方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種空間站的空間話音設備的回聲消除方法，所述方法，用以解決現有技術中對麥克風采集到的語音信號帶有回聲的技術問題。

根據本發明的第一方面，提供一種空間站的空間話音設備的回聲消除方法，所述方法包括以下步驟：

步驟S101：獲取近端話筒的輸入信號，所述輸入信號包含從遠端信號產生的回音，利用數字自適應濾波器對所述輸入信號做自適應回聲抵消，得到處理后的輸入信號；

步驟S102：根據頻率值將所述處理后的輸入信號劃分為兩個均等的子帶，兩個子帶中，頻率值高的子帶為高頻子帶，頻率值低的子帶為低頻子帶；

步驟S103：使用NLMS和NLP對所述低頻子帶作回聲消除處理；

步驟S104：根據所述低頻子帶得出的NLP系數對所述高頻子帶做NLP處理；

步驟S105：將NLP處理后的高頻子帶進行延時，再與回聲消除處理后的低頻子帶輸入合成QMP濾波器，得到合成全帶信號。

根據本發明的上述方案，采用頻帶分頻預處理的方式，對低頻帶部分進行線性處理，對線性部分的子帶進行NLP后處理，實現對麥克風采集到的語音信號進行回聲消除的目的，從而為航天員提供更好的語音通話質量。

本發明的上述方案具有以下有益效果：

(1)良好的人機交互體驗，可保證使用者在空間站的空間話音設備附近較大范圍內進行免提通話，極大的提高了使用方式的靈活性。

(2)將輸入信號根據頻率的不同，劃分為高頻、低頻兩個子帶，可以很好的適應空間站內真實的聲學環境，極大的提高了空間話音設備的魯棒性。滿足了航天員的語音交互體驗，提升通話的話音質量。