[發明專利]一種語音通信的回聲消除方法及裝置

有效

• 申請號: 202011528127.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112702460B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 楊曉云
• 申請（專利權）人: 北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司
• 主分類號: H04M1/19
• 分類號: H04M1/19;G10L21/0208;G10L21/0224;G10L21/0232
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;任佳

1.一種語音通信的回聲消除方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟S1.分別獲取遠端語音信號和近端語音信號，并將所述遠端語音信號和所述近端語音信號對齊；

步驟S2.根據非線性聲學回聲的短時相關度特性，基于最小平均短時累計誤差準則的優化準則處理對齊后的遠端語音信號和近端語音信號，得到并更新非線性濾波器的濾波系數；其中，根據如下公式確定每個短時觀測時間窗T內，所述遠端語音信號x與所述近端語音信號y的時域波形最接近時，對應的時域波形上的采樣點d所在的時間位置點：

上式中，k表示每個短時觀測時間窗T內，從短時相關度的值最大時對應的時域波形上的采樣點d所在的時間位置點到該短時觀測時間窗結束時的時間位置點之間的起始樣本點；x[d]y^H[d]表示遠端語音信號x與近端語音信號y的內積，表示相位矯正因子，表示遠端語音信號x的能量，表示近端語音信號y的能量；

步驟S3.根據所述非線性濾波器的濾波系數以及遠端語音信號生成估計的回聲，以消除近端語音信號中的回聲語音信號。

2.如權利要求1所述的語音通信的回聲消除方法，其特征在于：

在獲取所述遠端語音信號和所述近端語音信號時，每次采樣預設數量時域波形上的點，并對所述遠端語音信號進行延時估計，以便將所述遠端語音信號和所述近端語音信號對齊。

3.如權利要求2所述的語音通信的回聲消除方法，其特征在于：

對所述遠端語音信號在時域上進行延時估計時，根據設備本身固有的播放延時進行估計，將所述遠端語音信號和所述近端語音信號在時域上對齊。

4.如權利要求2所述的語音通信的回聲消除方法，其特征在于：

對所述遠端語音信號在頻域上進行延時估計時，將獲取的遠端語音信號和近端語音信號進行時頻轉換，得到相應的頻域信號，將所述遠端語音信號的頻譜緩存起來作為候選匹配項，并從所述遠端語音信號的頻譜中選擇最重要的頻段，估算該頻譜的均值并設其為門限值；當某個頻段值大于門限值時，將該位設為1，反之則設為0，得到遠端和近端語音信號的二值化的頻譜；通過求解遠端和近端語音信號的按位異或值，選擇相似度最高的候選遠端語音信號并計算對應的延時，根據該延時將所述遠端語音信號和所述近端語音信號在頻域上對齊。

5.如權利要求2所述的語音通信的回聲消除方法，其特征在于步驟S2進一步包括如下步驟：

基于每個所述短時觀測時間窗內確定的時間位置點，在該短時觀測時間窗內，對殘差進行累積；

基于最小平均短時累計誤差準則的優化準則，以得到的每個短時觀測時間窗內殘差最小時對應的非線性濾波器的濾波系數，作為最優濾波系數。

6.如權利要求5所述的語音通信的回聲消除方法，其特征在于：

每個所述短時觀測時間窗T內，遠端語音信號與近端語音信號的時域波形最接近時對應的時間位置點時到對應的短時觀測時間窗結束的時間位置點之間的每個樣本點的殘差，根據如下公式得到；

上式中，k表示每個所述短時觀測時間窗T內，從短時相關度的值最大時對應的時域波形上的采樣點d所在的時間位置點到該短時觀測時間窗結束時的時間位置點之間的起始樣本點，W[k]^HX[d]表示非線性濾波器的濾波系數與遠端語音信號對應的頻域信號的內積，Y[d]表示近端語音信號對應的頻域信號。

7.如權利要求6所述的語音通信的回聲消除方法，其特征在于：

每個所述短時觀測時間窗內殘差最小時對應的非線性濾波器的濾波系數，根據如下公式得到；

W_n[k]＝(X^HX)^-1X^HY

上式中，W_n[k]表示每個短時觀測時間窗內殘差最小時對的非線性濾波器的濾波系數，X^HX表示遠端語音信號對應的頻域信號的內積，X^HY表示遠端語音信號對應的頻域信號與近端語音信號對應的頻域信號的內積。