噪聲環(huán)境下的回聲消除方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種噪聲環(huán)境下的回聲消除方法及系統(tǒng)，方法包括：將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)；分別對(duì)第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)做如下處理：將第一時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值；將第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行非線性回聲處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第二增益值；將第一增益值和第二增益值疊加至第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào)；對(duì)第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除，有效避免了二者由于先后順序而造成的相互干擾。
【專利說(shuō)明】
噪聲環(huán)境下的回聲消除方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及語(yǔ)音處理領(lǐng)域，特別是涉及一種噪聲環(huán)境下的回聲消除方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在語(yǔ)音通話過(guò)程中，需要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行聲學(xué)處理，以獲得讓用戶清晰可懂的語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音通話聲學(xué)處理分上行麥克輸入信號(hào)處理和下行送至揚(yáng)聲器信號(hào)處理。其中，語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除是上行語(yǔ)音信號(hào)處理中不可或缺的重要部分。語(yǔ)音增強(qiáng)主要用于噪聲環(huán)境下消除麥克風(fēng)采集到的噪聲并保留語(yǔ)音，以提高語(yǔ)音的清晰度；回聲消除則主要用于消除混入麥克風(fēng)中的喇叭信號(hào)，防止通話對(duì)方聽(tīng)到自己的回聲。
[0003]通常，語(yǔ)音通話聲學(xué)處理分兩種順序進(jìn)行，一種是先進(jìn)行回聲消除再進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)，另一種是先進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)再進(jìn)行回聲消除。其中，前者能保證回聲消除的性能，但語(yǔ)音增強(qiáng)由于噪聲特性會(huì)遭到前置回聲消除的破壞，以致無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算噪聲特性，語(yǔ)音增強(qiáng)性能下降；后者能保證語(yǔ)音增強(qiáng)的性能，但語(yǔ)音增強(qiáng)處理增加了回聲與回聲參考信號(hào)的非線性，導(dǎo)致回聲消除性能下降。
[0004]可見(jiàn)，兩種方法都存在其自身的缺陷。在實(shí)際使用中，通常需要采用更多復(fù)雜算法對(duì)這些缺陷進(jìn)行各種補(bǔ)償，效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種噪聲環(huán)境下的回聲消除方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中語(yǔ)音通話聲學(xué)處理效率低下的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，包括:將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào);分別對(duì)所述第一時(shí)域輸入信號(hào)和所述第二時(shí)域輸入信號(hào)做如下處理:將所述第一時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值;將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行非線性回聲處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第二增益值;將所述第一增益值和第二增益值疊加至所述第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào);對(duì)所述第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。
[0007]在一實(shí)施例中，還包括:將所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行分幀處理后復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)。
[0008]在一實(shí)施例中，還包括:將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第二頻域輸入信號(hào)前進(jìn)行自適應(yīng)回聲濾波處理。
[0009]在一實(shí)施例中，還包括:當(dāng)檢測(cè)到回聲參考信號(hào)時(shí)，分別計(jì)算:單講狀態(tài)下所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)的幀時(shí)域能量與所述回聲參考信號(hào)的幀時(shí)域能量的第一比值;濾波后的所述第二頻域輸入信號(hào)的各頻域子帶能量與所述回聲參考信號(hào)的對(duì)應(yīng)頻域子帶能量的第二比值，其中，各所述頻域子帶是以預(yù)設(shè)帶寬劃分整個(gè)頻域生成的；當(dāng)檢測(cè)到存在所述第二比值小于所述第一比值與第一預(yù)設(shè)百分比的乘積的頻域子帶時(shí)，將該頻域子帶內(nèi)各頻點(diǎn)的所述第二增益值設(shè)置為零。
[0010]在一實(shí)施例中，還包括:計(jì)算幅度譜，其中，所述幅度譜是由所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)的功率譜與第二預(yù)設(shè)百分比的乘積加上所述語(yǔ)音增強(qiáng)處理中的噪聲功率譜生成的;生成白噪聲頻譜;通過(guò)所述幅度譜的算術(shù)平方根與所述白噪聲頻譜的乘積計(jì)算得到舒適噪聲頻譜;對(duì)所述舒適噪聲頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換以生成舒適噪聲時(shí)域信號(hào)；判斷所述回聲參考信號(hào)是否為語(yǔ)音信號(hào)；若是，則將所述舒適噪聲時(shí)域信號(hào)與所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)疊加后輸出;若否，則直接輸出所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，包括:預(yù)處理模塊，用于將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào);第一處理模塊，用于將所述第一時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值;第二處理模塊，用于將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行非線性回聲處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第二增益值；合并模塊，用于將所述第一增益值和第二增益值疊加至所述第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào);轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。
[0012]在一實(shí)施例中，所述預(yù)處理模塊還用于:將所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)前進(jìn)行分幀處理。
[0013]在一實(shí)施例中，所述第二處理模塊還用于:將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第二頻域輸入信號(hào)前進(jìn)行自適應(yīng)回聲濾波處理。
[0014]在一實(shí)施例中，還包括:檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)回聲參考信號(hào);第一計(jì)算模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到所述回聲參考信號(hào)時(shí)，計(jì)算單講狀態(tài)下所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)的幀時(shí)域能量與所述回聲參考信號(hào)的幀時(shí)域能量的第一比值;第二計(jì)算模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到所述回聲參考信號(hào)時(shí)，計(jì)算濾波后的所述第二頻域輸入信號(hào)的各頻域子帶能量與所述回聲參考信號(hào)的對(duì)應(yīng)頻域子帶能量的第二比值，其中，各所述頻域子帶是由所述預(yù)處理模塊以預(yù)設(shè)帶寬劃分整個(gè)頻域生成的；第三處理模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到存在所述第二比值小于所述第一比值與第一預(yù)設(shè)百分比的乘積的頻域子帶時(shí)，將該頻域子帶內(nèi)各頻點(diǎn)的所述第二增益值設(shè)置為零。
[0015]在一實(shí)施例中，還包括:第三計(jì)算模塊，用于計(jì)算幅度譜，其中，所述幅度譜是由所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)的功率譜與第二預(yù)設(shè)百分比的乘積加上所述語(yǔ)音增強(qiáng)處理中的噪聲功率譜生成的；生成模塊，用于生成白噪聲頻譜;第四計(jì)算模塊，用于通過(guò)所述幅度譜的算術(shù)平方根與所述白噪聲頻譜的乘積計(jì)算得到舒適噪聲頻譜;所述轉(zhuǎn)換模塊，還用于對(duì)所述舒適噪聲頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換以生成舒適噪聲時(shí)域信號(hào)；第四處理模塊，用于判斷所述回聲參考信號(hào)是否為語(yǔ)音信號(hào);若是，則將所述舒適噪聲時(shí)域信號(hào)與所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)疊加后輸出;若否，則直接輸出所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種語(yǔ)音裝置，包括如上任一所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)。
[0017]如上所述，本發(fā)明的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法及系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除，在并行處理后通過(guò)在頻域?qū)⒏髯杂?jì)算的增益相乘來(lái)合并語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除的效果，有效避免了二者由于處理順序而造成的相互干擾，提高處理效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1顯示為本發(fā)明一實(shí)施例中的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法流程圖。
[0019]圖2顯示為本發(fā)明另一實(shí)施例中的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法流程圖。
[0020]圖3顯示為本發(fā)明又一實(shí)施例中的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法流程圖。
[0021]圖4顯示為本發(fā)明一實(shí)施例中的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)模塊圖。
[0022]圖5顯示為本發(fā)明另一實(shí)施例中的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)模塊圖。
[0023]圖6顯示為本發(fā)明又一實(shí)施例中的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0025]需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0026]常用的語(yǔ)音增強(qiáng)算法會(huì)破壞回聲與下行回聲參考信號(hào)的線性度，這給回聲消除帶來(lái)很大的困難，因此將回聲消除置于語(yǔ)音增強(qiáng)前面，避免回聲消除受到語(yǔ)音增強(qiáng)的影響。然而，在回聲較大時(shí)，回聲消除會(huì)破壞原有的噪聲特性，導(dǎo)致語(yǔ)音增強(qiáng)算法對(duì)噪聲進(jìn)行估計(jì)時(shí)無(wú)法獲得準(zhǔn)確的噪聲特性，因此又需將語(yǔ)音增強(qiáng)置于回聲消除前，以避免語(yǔ)音增強(qiáng)受到回聲消除模塊的影響。
[0027]請(qǐng)參閱圖1，為了解決上述矛盾，本發(fā)明提出一種噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，將輸入麥克采集信號(hào)分成兩路相同信號(hào)流，同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除。這樣，語(yǔ)音增強(qiáng)與回聲消除均是對(duì)原有麥克輸入信號(hào)進(jìn)行處理，以避免對(duì)彼此的相互影響。在分別進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除后，引入一個(gè)合并處理方法，即在頻域?qū)蓚€(gè)算法的參數(shù)進(jìn)行合并，形成單條信號(hào)作為輸出信號(hào)，具體地，包括如下步驟:
[0028]步驟SlOl:將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)X復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)X和第二時(shí)域輸入信號(hào)X。優(yōu)選的，對(duì)信號(hào)的處理以幀為單位，每幀處理樣點(diǎn)數(shù)根據(jù)采樣率和需求確定。
[0029]步驟S102:將所述第一時(shí)域輸入信號(hào)X轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值Gl(k)，其中k表示頻點(diǎn)索引號(hào)。其中，語(yǔ)音增強(qiáng)方法包括:譜減法、維納濾波法等。
[0030]步驟S103:將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)X轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行回聲消除處理，優(yōu)選的，先經(jīng)自適應(yīng)回聲濾波后獲得信號(hào)e，然后對(duì)信號(hào)e進(jìn)行非線性回聲處理，以獲得頻域上各頻點(diǎn)的增益值G2(k)，其中k表示頻點(diǎn)索引號(hào)。
[0031]步驟S104:將所述第一增益值和第二增益值疊加至所述第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào)，即令增益值G(k)=Gl(k)*G2(k)，將增益G(k)施加至e的頻譜E(k)，即令頻譜Y(k) =E(k)*G(k)。
[0032]步驟S105:對(duì)所述第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)，即對(duì)Y(k)進(jìn)行傅立葉逆變換，得到語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除后的語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)y。
[0033]需要說(shuō)明的是，在上述步驟中，還可以將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)X轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)后再?gòu)?fù)制成兩路相同的信號(hào)流，分別進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)、回聲消除。
[0034]請(qǐng)參閱圖2，為了更好地消除殘留回聲，本發(fā)明進(jìn)一步提出新型消除殘留回聲的方法，包括:
[0035]步驟S201:當(dāng)檢測(cè)到回聲參考信號(hào)r時(shí)，同步執(zhí)行步驟S202和S203。
[0036]步驟S202:計(jì)算單講狀態(tài)下所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)X的幀時(shí)域能量Ex與所述回聲參考信號(hào)r的幀時(shí)域能量Er的第一比值a，即a = Ex/Er，比例關(guān)系a用來(lái)表征回聲強(qiáng)度。
[0037]步驟S203:計(jì)算濾波后的所述第二頻域輸入信號(hào)的各頻域子帶能量Ee(m)與所述回聲參考信號(hào)r的對(duì)應(yīng)頻域子帶能量Re(m)的第二比值b(m)，即b(m) =Ee(m)/Re(m)，其中，m表示子帶索引號(hào)，各所述頻域子帶優(yōu)選為以預(yù)設(shè)帶寬劃分整個(gè)頻域生成的。
[0038]步驟S204:判斷是否存在所述第二比值小于所述第一比值與第一預(yù)設(shè)百分比的乘積的頻域子帶，即判斷b (m) <a*c?若有，則執(zhí)行步驟S205;若無(wú)，則不做操作。
[0039]步驟S205:將該頻域子帶內(nèi)各頻點(diǎn)的所述第二增益值設(shè)置為零，S卩G2(k)=0，從而達(dá)到消除殘留回聲的目的。
[0040]請(qǐng)參閱圖3，為了更好得提升噪聲環(huán)境下回聲消除后語(yǔ)音信號(hào)的自然度，本發(fā)明還引入了一種舒適噪聲產(chǎn)生方法，包括:
[0041]步驟S301:計(jì)算幅度譜Gn(k)，其中，所述幅度譜Gn(k)是由所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)y的功率譜Y(k)與第二預(yù)設(shè)百分比的乘積加上所述語(yǔ)音增強(qiáng)處理中的噪聲功率譜P(k)生成的，SPGn(k)=P(k)+Y(k)*d。
[0042]步驟S302:生成白噪聲頻譜W(k)。
[0043]需要說(shuō)明的是，步驟S301與S302順序上沒(méi)有先后限制。
[0044]步驟S303:通過(guò)所述幅度譜的算術(shù)平方根與所述白噪聲頻譜的乘積計(jì)算得到舒適噪聲頻譜N(k)，即N(k) =ff(k)*sqrt[Gn(k)]。
[0045]步驟S304:對(duì)所述舒適噪聲頻譜N(k)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成舒適噪聲時(shí)域信號(hào)gn0
[0046]步驟S305:判斷所述回聲參考信號(hào)r是否為語(yǔ)音信號(hào)。若否，則執(zhí)行步驟S306;若是，則執(zhí)行步驟S307。
[0047]步驟S306:則直接輸出所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)y。
[0048]步驟S307:將所述舒適噪聲時(shí)域信號(hào)gn與所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)y疊加后輸出。
[0049]請(qǐng)參閱圖4，與上述方法實(shí)施例原理相似的是，本發(fā)明提供一種噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，由于方法實(shí)施例中的技術(shù)特征也可應(yīng)用于本系統(tǒng)實(shí)施例，因而不再重復(fù)贅述。所述系統(tǒng)包括:預(yù)處理模塊401、第一處理模塊402、第二處理模塊403、合并模塊404和轉(zhuǎn)換模塊405。
[0050]預(yù)處理模塊401將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)。第一處理模塊402將所述第一時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值。第二處理模塊403將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行非線性回聲處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第二增益值。合并模塊404將所述第一增益值和第二增益值疊加至所述第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào)。轉(zhuǎn)換模塊405對(duì)所述第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。
[0051]優(yōu)選的，所述預(yù)處理模塊401還用于:將所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)前進(jìn)行分幀處理。所述第二處理模塊403還用于:將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第二頻域輸入信號(hào)前進(jìn)行自適應(yīng)回聲濾波處理。
[0052]請(qǐng)參閱圖5，在一實(shí)施例中，還包括:檢測(cè)模塊501、第一計(jì)算模塊502、第二計(jì)算模塊502和第三處理模塊504。
[0053]檢測(cè)模塊501檢測(cè)回聲參考信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到所述回聲參考信號(hào)時(shí)，第一計(jì)算模塊502計(jì)算單講狀態(tài)下所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)的幀時(shí)域能量與所述回聲參考信號(hào)的幀時(shí)域能量的第一比值，第二計(jì)算模塊503計(jì)算濾波后的所述第二頻域輸入信號(hào)的各頻域子帶能量與所述回聲參考信號(hào)的對(duì)應(yīng)頻域子帶能量的第二比值，其中，各所述頻域子帶是由所述預(yù)處理模塊以預(yù)設(shè)帶寬劃分整個(gè)頻域生成的。第三處理模塊504用于檢測(cè)是否存在所述第二比值小于所述第一比值與第一預(yù)設(shè)百分比的乘積的頻域子帶，如有則將該頻域子帶內(nèi)各頻點(diǎn)的所述第二增益值設(shè)置為零。
[0054]請(qǐng)參閱圖6，在一實(shí)施例中，還包括:第三計(jì)算模塊601、生成模塊602、第四計(jì)算模塊603和第四處理模塊605。
[0055]第三計(jì)算模塊601計(jì)算幅度譜，其中，所述幅度譜是由所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)的功率譜與第二預(yù)設(shè)百分比的乘積加上所述語(yǔ)音增強(qiáng)處理中的噪聲功率譜生成的。生成模塊602生成白噪聲頻譜。第四計(jì)算模塊603通過(guò)所述幅度譜的算術(shù)平方根與所述白噪聲頻譜的乘積計(jì)算得到舒適噪聲頻譜。所述轉(zhuǎn)換模塊405還用于對(duì)所述舒適噪聲頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換以生成舒適噪聲時(shí)域信號(hào)。第四處理模塊605判斷所述回聲參考信號(hào)是否為語(yǔ)音信號(hào)。若是，則將所述舒適噪聲時(shí)域信號(hào)與所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)疊加后輸出；若否，則直接輸出所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。
[0056]與上述方法、系統(tǒng)實(shí)施例原理相似的是，本發(fā)明提供一種語(yǔ)音裝置，包括如上任一所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)。優(yōu)選的，該語(yǔ)音裝置由麥克風(fēng)和相連的揚(yáng)聲器組成。由于上述實(shí)施例中的技術(shù)特征也可應(yīng)用于本系統(tǒng)實(shí)施例，因而不再重復(fù)贅述。
[0057]綜上所述，本發(fā)明通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)和回聲消除，有效避免了二者由于先后順序而造成的相互干擾，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0058]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，其特征在于，包括: 將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)； 分別對(duì)所述第一時(shí)域輸入信號(hào)和所述第二時(shí)域輸入信號(hào)做如下處理: 將所述第一時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值； 將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行非線性回聲處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第二增益值； 將所述第一增益值和第二增益值疊加至所述第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào)； 對(duì)所述第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，其特征在于，還包括:將所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)進(jìn)行分幀處理后復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，其特征在于，還包括:將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第二頻域輸入信號(hào)前進(jìn)行自適應(yīng)回聲濾波處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，其特征在于，還包括: 當(dāng)檢測(cè)到回聲參考信號(hào)時(shí)，分別計(jì)算: 單講狀態(tài)下所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)的幀時(shí)域能量與所述回聲參考信號(hào)的幀時(shí)域能量的第一比值； 濾波后的所述第二頻域輸入信號(hào)的各頻域子帶能量與所述回聲參考信號(hào)的對(duì)應(yīng)頻域子帶能量的第二比值，其中，各所述頻域子帶是以預(yù)設(shè)帶寬劃分整個(gè)頻域生成的； 當(dāng)檢測(cè)到存在所述第二比值小于所述第一比值與第一預(yù)設(shè)百分比的乘積的頻域子帶時(shí)，將該頻域子帶內(nèi)各頻點(diǎn)的所述第二增益值設(shè)置為零。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除方法，其特征在于，還包括: 計(jì)算幅度譜，其中，所述幅度譜是由所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)的功率譜與第二預(yù)設(shè)百分比的乘積加上所述語(yǔ)音增強(qiáng)處理中的噪聲功率譜生成的； 生成白噪聲頻譜； 通過(guò)所述幅度譜的算術(shù)平方根與所述白噪聲頻譜的乘積計(jì)算得到舒適噪聲頻譜； 對(duì)所述舒適噪聲頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換以生成舒適噪聲時(shí)域信號(hào)； 判斷所述回聲參考信號(hào)是否為語(yǔ)音信號(hào)； 若是，則將所述舒適噪聲時(shí)域信號(hào)與所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)疊加后輸出； 若否，則直接輸出所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。6.一種噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，包括: 預(yù)處理模塊，用于將語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)； 第一處理模塊，用于將所述第一時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第一增益值； 第二處理模塊，用于將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻域輸入信號(hào)后進(jìn)行非線性回聲處理，據(jù)以獲得各頻點(diǎn)的第二增益值； 合并模塊，用于將所述第一增益值和第二增益值疊加至所述第一頻域輸入信號(hào)或第二頻域輸入信號(hào)的各頻點(diǎn)，據(jù)以生成第三頻域輸入信號(hào)； 轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述第三頻域輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉逆變換以生成語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理模塊還用于:將所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)復(fù)制成兩路相同的第一時(shí)域輸入信號(hào)和第二時(shí)域輸入信號(hào)前進(jìn)行分幀處理。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，所述第二處理模塊還用于:將所述第二時(shí)域輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第二頻域輸入信號(hào)前進(jìn)行自適應(yīng)回聲濾波處理。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)回聲參考信號(hào)； 第一計(jì)算模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到所述回聲參考信號(hào)時(shí)，計(jì)算單講狀態(tài)下所述語(yǔ)音時(shí)域輸入信號(hào)的幀時(shí)域能量與所述回聲參考信號(hào)的幀時(shí)域能量的第一比值； 第二計(jì)算模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到所述回聲參考信號(hào)時(shí)，計(jì)算濾波后的所述第二頻域輸入信號(hào)的各頻域子帶能量與所述回聲參考信號(hào)的對(duì)應(yīng)頻域子帶能量的第二比值，其中，各所述頻域子帶是由所述預(yù)處理模塊以預(yù)設(shè)帶寬劃分整個(gè)頻域生成的； 第三處理模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到存在所述第二比值小于所述第一比值與第一預(yù)設(shè)百分比的乘積的頻域子帶時(shí)，將該頻域子帶內(nèi)各頻點(diǎn)的所述第二增益值設(shè)置為零。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第三計(jì)算模塊，用于計(jì)算幅度譜，其中，所述幅度譜是由所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)的功率譜與第二預(yù)設(shè)百分比的乘積加上所述語(yǔ)音增強(qiáng)處理中的噪聲功率譜生成的； 生成模塊，用于生成白噪聲頻譜； 第四計(jì)算模塊，用于通過(guò)所述幅度譜的算術(shù)平方根與所述白噪聲頻譜的乘積計(jì)算得到舒適噪聲頻譜； 所述轉(zhuǎn)換模塊，還用于對(duì)所述舒適噪聲頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換以生成舒適噪聲時(shí)域信號(hào)； 第四處理模塊，用于判斷所述回聲參考信號(hào)是否為語(yǔ)音信號(hào);若是，則將所述舒適噪聲時(shí)域信號(hào)與所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)疊加后輸出;若否，則直接輸出所述語(yǔ)音時(shí)域輸出信號(hào)。11.一種語(yǔ)音裝置，其特征在于，包括:如權(quán)利要求6至10中任一所述的噪聲環(huán)境下的回聲消除系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G10L21/0224GK105825865SQ201610136006
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日
【發(fā)明人】金劍, 張益萍
【申請(qǐng)人】福州瑞芯微電子股份有限公司