[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

本發明公開了一種語音通信的回聲消除方法及裝置。該方法包括：分別獲取遠端語音信號和近端語音信號，并將遠端語音信號和近端語音信號對齊；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，得到并更新最優地非線性濾波器的濾波系數；根據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回聲語音信號。該方法不僅處理實際通話終端因功放元器件、聲學結構設計等產生的非線性聲學回聲，在實際運用中較好地滿足IP電話對于語音的要求，從而提高了通話的質量。而且，該回聲消除方法還解決了NLMS自適應方法在處理非線性回聲效果較差的問題。

技術領域

本發明涉及一種語音通信的回聲消除方法，同時也涉及相應的回聲消除裝置，屬于語音通信技術領域。

背景技術

聲學回聲是指在進行語音通話或語音播放等場景講話者的語音返回而再次被聽到的現象。如圖1所示，講話者使用的揚聲器的聲音m首先要經過D/A變換，從數字域變換到模擬域，然后再經過功率放大器放大后驅動揚聲器發出聲音，該聲音經過空氣信道傳播之后，被麥克風采集到并再次經過功率放大器放大、A/D變換后，使得講話者聽到自己說話的聲音，這就形成了聲學回聲q。由于功率放大器驅動揚聲器發出聲音時會進入非線性放大區域，引起非線性失真，從而導致非線性聲學回聲的產生。

另外一方面，由于聲學結構設計的不合理，也會帶來一定程度的非線性失真。例如，聲學系統的隔振設計不合理，揚聲器發聲單元跟麥克風接收單元之間，通常是需要做隔振處理的，如果沒有隔振處理的話，那么在揚聲器發生的過程中，它所產生的振動會通過物理方式傳遞到麥克風接收端，對麥克風接收到的聲學信號進行調制，而這種振動本質上是一種隨機的、非線性的振動，所以必然會帶來非線性失真，從而導致非線性聲學回聲的產生。

因此，非線性聲學回聲成為在語音通話、播放或多方語音會議等時音質降低的主要原因。如果不對該回聲進行處理，將會影響通話質量和用戶體驗，更嚴重的還會形成震蕩，產生嘯叫，嚴重降低了通話語音質量。

發明內容

本發明所要解決的首要技術問題在于提供一種語音通信的回聲消除方法。

本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種語音通信的回聲消除裝置。

為了實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

根據本發明實施例的第一方面，提供一種語音通信的回聲消除方法，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，得到并更新最優地非線性濾波器的濾波系數；

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。

其中較優地，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，以將所述遠端語音信號和所述近端語音信號對齊。

其中較優地，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。

其中較優地，對所述和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。