一種殘留回聲抑制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種殘留回聲抑制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在語(yǔ)音通訊系統(tǒng)中，聲學(xué)回聲抵消扮演著核也算法的角色，回聲處理的好壞決定 了通話質(zhì)量的高低。
[0003] 請(qǐng)參考圖1，其是聲學(xué)回聲產(chǎn)生的示意圖。如圖1所示，聲學(xué)回聲（acousticecho) 是遠(yuǎn)端信號(hào)通過(guò)電話或網(wǎng)絡(luò)傳送到近端，通過(guò)揚(yáng)聲器播放出來(lái)，再經(jīng)過(guò)空間傳輸路徑，被麥 克風(fēng)拾取發(fā)送到遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)端通話者最終聽到自己的聲音。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，處理聲學(xué)回聲的裝置稱為聲學(xué)回聲抵消器（AcousticEcho Canceller),下面簡(jiǎn)稱聲學(xué)回聲抵消為回聲抵消或AEC。AEC主要分成兩個(gè)部分；線性回聲 消除和殘留回聲抑制。線性回聲消除主要對(duì)通過(guò)一個(gè)自適應(yīng)濾波器對(duì)回聲路徑進(jìn)行模擬， 得到估計(jì)回聲(模擬真實(shí)回聲)，然后用近端麥克風(fēng)輸入信號(hào)減去估計(jì)回聲，達(dá)到消除回聲 的目的。但由于自適應(yīng)濾波器只能處理線性回聲，而且加上回聲路徑長(zhǎng)，近端噪聲，雙講，非 線性失真，濾波器收斂效果等各種影響，回聲不可能抵消的很干凈，會(huì)產(chǎn)生殘留的回聲。對(duì) 于殘留的回聲，需要做進(jìn)一步的抑制工作，該就是殘留回聲抑制。
[0005] 請(qǐng)參考圖2,其是聲學(xué)回聲抵消器工作原理示意圖。如圖2所示，遠(yuǎn)端發(fā)送過(guò)來(lái) 的信號(hào)稱為參考信號(hào)x(n)。麥克風(fēng)輸入的信號(hào)稱為回聲信號(hào)d(n)，回聲信號(hào)d(n)包括真 實(shí)回聲y(n)、近端語(yǔ)音信號(hào)v(n)和噪聲信號(hào)w(n)，d(n) =y(n)+v(n)+w(n)，所述真實(shí)回 聲y(n)是參考信號(hào)x(n)通過(guò)空間傳輸被麥克風(fēng)拾取的部分。自適應(yīng)濾波器輸出的信號(hào) 稱為估計(jì)回聲如"），回聲信號(hào)d(n)與估計(jì)回聲列叫相減得到的信號(hào)稱為殘差信號(hào)e(n)， c(/〇 =J(/〇-v(/〇殘差信號(hào)中的真實(shí)殘留回聲稱為殘留回聲5(n)，對(duì)殘留回聲的估計(jì)〇 就稱為殘留回聲估計(jì)5'(n)如果能夠準(zhǔn)確的估計(jì)出殘留回聲^(n)那么殘留回聲就很容 〇 9 易被去除干凈了。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，目前常用的方法是利用殘差信號(hào)e(n)與回聲信號(hào)d(n)的相關(guān)性進(jìn) 行殘留回聲估計(jì)。但是該方法在自適應(yīng)濾波器收斂、遠(yuǎn)端單講的前提下，才能得到較好的殘 留回聲估計(jì)。如果是自適應(yīng)濾波器未收斂前、遠(yuǎn)端和近端雙講的狀態(tài)下，現(xiàn)有的方法不能夠 準(zhǔn)確的估計(jì)出殘留回聲，即殘留回聲抑制效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種殘留回聲抑制方法和系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技術(shù)不能夠準(zhǔn) 確的估計(jì)出殘留回聲，殘留回聲抑制效果不好的問(wèn)題。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種殘留回聲抑制方法，應(yīng)用于回聲抵消器，所 述回聲抵消器包括自適應(yīng)濾波器和殘留回聲抑制單元，包括：
[0009] 步驟一；所述殘留回聲抑制單元對(duì)參考信號(hào)x(n)、殘差信號(hào)e(n)和估計(jì)回聲r(shí)(n) 做傅里葉變換，生成參考信號(hào)頻域信號(hào)X(?)、殘差信號(hào)頻域信號(hào)E(?)和估計(jì)回聲頻域信 號(hào)r(w);
[0010] 步驟二：根據(jù)參考信號(hào)頻域信號(hào)X(u)計(jì)算參考信號(hào)自相關(guān)功率譜Su(u);根 據(jù)殘差信號(hào)頻域信號(hào)E(?)計(jì)算殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜Sw(?);根據(jù)估計(jì)回聲頻域信號(hào) 計(jì)算估計(jì)回聲自相關(guān)功率譜;根據(jù)參考信號(hào)頻域信號(hào)X(?)和殘差信號(hào)頻域 信號(hào)E(u)計(jì)算參考信號(hào)和殘差信號(hào)互相關(guān)功率譜Sw(u);根據(jù)估計(jì)回聲頻域信號(hào) 和殘差信號(hào)頻域信號(hào)E(?)計(jì)算估計(jì)回聲和殘差信號(hào)互相關(guān)功率譜S.,Ud：);
[0011] 步驟H;判斷所述自適應(yīng)濾波器的收斂性，若所述自適應(yīng)濾波器未收斂，則根據(jù)所 述參考信號(hào)自相關(guān)功率譜Su(?)、殘差信號(hào)e(n)的自相關(guān)功率譜Sw(u)和參考信號(hào)和 殘差信號(hào)的互相關(guān)功率譜Sw(?)估計(jì)殘留回聲，得到殘留回聲估計(jì)，根據(jù)所述殘留回聲估 計(jì)和殘差信號(hào)頻域信號(hào)，獲得增益；若所述自適應(yīng)濾波器已收斂，則根據(jù)所述估計(jì)回聲自相 關(guān)功率譜.(W)、殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜Sw(?)和估計(jì)回聲和殘差信號(hào)互相關(guān)功率譜 估計(jì)殘留回聲，得到殘留回聲估計(jì)一；根據(jù)所述參考信號(hào)自相關(guān)功率譜Su(u)、殘 差信號(hào)自相關(guān)功率譜See(?)和參考信號(hào)和殘差信號(hào)互相關(guān)功率譜Sxe(?)估計(jì)殘留回聲， 得到殘留回聲估計(jì)二；根據(jù)所述殘留回聲估計(jì)一和殘差信號(hào)頻域信號(hào)獲得第一增益，根據(jù) 所述殘留回聲估計(jì)二和殘差信號(hào)頻域信號(hào)獲得第二增益，加權(quán)所述第一增益和第二增益生 成總增益；
[0012] 步驟四：根據(jù)所述增益或總增益，W及殘差信號(hào)頻域信號(hào)獲得殘留回聲抑制后的 輸出信號(hào)，對(duì)所述殘留回聲抑制后的輸出信號(hào)做傅里葉逆變換得到時(shí)域信號(hào)輸出。
[0013] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制方法中，在步驟H中，通過(guò)獲取自適應(yīng)濾波器的收 斂標(biāo)志來(lái)判斷，若所述自適應(yīng)濾波收斂標(biāo)志為0,則表示自適應(yīng)濾波器未收斂；若所述自適 應(yīng)濾波收斂標(biāo)志為1，則表示自適應(yīng)濾波器已收斂。
[0014] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制方法中，在步驟H中，通過(guò)獲取單講段回聲信號(hào)的 衰減量或總體的衰減量來(lái)判斷所述自適應(yīng)濾波器的收斂性。
[0015] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制方法中，根據(jù)所述參考信號(hào)自相關(guān)功率譜Su(?)、 殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜Sw(?)和參考信號(hào)和殘差信號(hào)互相關(guān)功率譜Sw(?)估計(jì)殘留回 聲，得到殘留回聲估計(jì)二的步驟后還包括；在雙講狀態(tài)下，根據(jù)所述殘留回聲估計(jì)二的能量 對(duì)所述殘留回聲估計(jì)一的幅度進(jìn)行修正。
[0016] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制方法中，在步驟四后還包括步驟；對(duì)所述時(shí)域信號(hào) 進(jìn)行噪聲抑制、自動(dòng)增益控制和均衡后，編碼發(fā)送至遠(yuǎn)端。
[0017] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種殘留回聲抑制系統(tǒng)，包括：
[0018] 殘留回聲抑制單元，用于對(duì)參考信號(hào)x(n)、殘差信號(hào)e(n)和估計(jì)回聲做傅 里葉變換，生成參考信號(hào)頻域信號(hào)X(?)、殘差信號(hào)頻域信號(hào)E(?)和估計(jì)回聲頻域信號(hào) r(w：i;根據(jù)參考信號(hào)頻域信號(hào)x(?)計(jì)算參考信號(hào)自相關(guān)功率譜Su(?);根據(jù)殘差信號(hào)頻 域信號(hào)E(?)計(jì)算殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜或。（《);根據(jù)估計(jì)回聲頻域信號(hào)r(w)計(jì)算估計(jì) 回聲自相關(guān)功率譜;根據(jù)參考信號(hào)頻域信號(hào)x(?)和殘差信號(hào)頻域信號(hào)E(?)計(jì)算 參考信號(hào)和殘差信號(hào)的互相關(guān)功率譜Sw(?);根據(jù)估計(jì)回聲頻域信號(hào)^的和殘差信號(hào)頻 域信號(hào)E(?)計(jì)算估計(jì)回聲和殘差信號(hào)的互相關(guān)功率譜，及根據(jù)所述增益或總增 益，W及殘差信號(hào)頻域信號(hào)獲得殘留回聲抑制后的輸出信號(hào)，對(duì)所述殘留回聲抑制后的輸 出信號(hào)做傅里葉逆變換得到時(shí)域信號(hào)輸出；
[0019] 判斷模塊，用于判斷自適應(yīng)濾波器的收斂性，若所述自適應(yīng)濾波器未收斂，則根據(jù) 所述參考信號(hào)自相關(guān)功率譜Su(?)、殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜S。。（《)和參考信號(hào)和殘差信 號(hào)互相關(guān)功率譜Sw(?)估計(jì)殘留回聲，得到增益；若所述自適應(yīng)濾波器已收斂，則根據(jù)所 述估計(jì)回聲自相關(guān)功率譜殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜Sw(?)估計(jì)回聲和殘差信號(hào)的 互相關(guān)功率譜估計(jì)殘留回聲，得到殘留回聲估計(jì)一；根據(jù)所述參考信號(hào)自相關(guān)功率 譜Su(U)、殘差信號(hào)自相關(guān)功率譜S。。（U)和參考信號(hào)和殘差信號(hào)互相關(guān)功率譜Sw(U)估 計(jì)殘留回聲，得到殘留回聲估計(jì)二；根據(jù)所述殘留回聲估計(jì)一和殘差信號(hào)頻域信號(hào)獲得第 一增益，根據(jù)所述殘留回聲估計(jì)二和殘差信號(hào)頻域信號(hào)獲得第二增益，加權(quán)所述第一增益 和第二增益生成總增益。
[0020] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制系統(tǒng)中，在判斷模塊中，通過(guò)獲取自適應(yīng)濾波器的 自適應(yīng)濾波收斂標(biāo)志來(lái)判斷，若所述自適應(yīng)濾波收斂標(biāo)志為0,則表示自適應(yīng)濾波器未收 斂；若所述自適應(yīng)濾波收斂標(biāo)志為1，則表示自適應(yīng)濾波器已收斂。
[0021] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制系統(tǒng)中，在判斷模塊中，通過(guò)獲取單講段回聲信號(hào) 的衰減量或總體的衰減量來(lái)判斷所述自適應(yīng)濾波器的收斂性。
[0022] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制系統(tǒng)中，所述殘留回聲抑制單元還用于在雙講狀 態(tài)下，根據(jù)所述殘留回聲估計(jì)二的能量對(duì)所述殘留回聲估計(jì)一的幅度進(jìn)行修正。
[0023] 優(yōu)選的，在所述的殘留回聲抑制系統(tǒng)中，還包括；后續(xù)處理模塊用于對(duì)所述時(shí)域信 號(hào)進(jìn)行噪聲抑制、自動(dòng)增益控制和均衡后，編碼發(fā)送至遠(yuǎn)端。
[0024] 本發(fā)明提供的殘留回聲抑制方法和系統(tǒng)，具有W下有益效果；本發(fā)明在自適應(yīng)濾 波器收斂初始階段利用參考信號(hào)x(n)與殘差信號(hào)e(n)之間的相關(guān)性估計(jì)殘留回聲，解決 了自適應(yīng)濾波器初始狀態(tài)漏回聲問(wèn)題。自適應(yīng)濾波器收斂后利用估計(jì)回聲Wu；)估計(jì)一次殘 留回聲，再利用參考信號(hào)x(n)與殘差信號(hào)e(n)的相關(guān)性估計(jì)一次殘留回聲，最后利用兩次 殘留回聲估計(jì)計(jì)算兩個(gè)殘留回聲抑制增益，再將兩個(gè)增益加權(quán)，取得總的增益，有效的改善 了雙講效果。
【附圖說(shuō)明】
[00巧]圖1是現(xiàn)有的聲學(xué)回聲產(chǎn)生的示意圖；
[0026] 圖2是現(xiàn)有的聲學(xué)回聲抵消器工作原理示意圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明的終端的音頻信號(hào)處理示意圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明的回聲抵消器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] W下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的殘留回聲抑制方法和系統(tǒng)作進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖 均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用W方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施 例的目的。
[0030] 請(qǐng)參考圖3,其是一個(gè)終端的音頻信號(hào)處理示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例至少包 含一個(gè)終端，一個(gè)麥克風(fēng)和一個(gè)揚(yáng)聲器。所述麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器可W集成到終端上；所述終端 上有足夠處理能力的DSP或其他處理器，所述DSP可W進(jìn)行編解碼和回聲抵消處理等算法。 所述麥克風(fēng)采集近端語(yǔ)音信號(hào)v(n)，噪聲信號(hào)w(n)和真實(shí)回聲