[发明专利]用于语音交互系统的回声消除方法及电子设备和存储介质

说明书

本公开涉及用于语音交互系统的回声消除方法及电子设备和存储介质。该回声消除方法包括：对语音交互系统进行调音以获得回声延时；以及采用所述回声延时对语音交互系统中的拾取音频信号进行处理以去除回声，其中，所述调音包括：采用校验比特流进行数字频率调制以生成参考音频信号；采用所述参考音频信号进行测试以获取回声延时；以及根据评估参数动态调节数字频率调制参数以及重复测试步骤，直至所述评估参数合格。该回声消除方法根据评估参数动态调节数字频率调制参数，以提高回声消除方法在复杂环境中的可靠性和改善回声消除效果。

技术领域

本公开涉及音频信号处理技术领域，更具体地，涉及用于语音交互系统的回声消除方法及电子设备和存储介质。

背景技术

在移动电话、电话会议等语音交互场景中，多个用户分别使用麦克风拾取近端语音以及采用扬声器播放远端语音。近端用户的麦克风不仅拾取自己的语音，而且还拾取了扬声器播放的远端用户的语音并且发送回远端用户。远端用户不仅听到近端用户的语音，还会听到自己的语音。声学回声严重影响了用户的语音交互体验。

声学回声是扬声器播放出来的声音由麦克风拾取后发送回对端的现象。声学回声又分为直接回声和间接回声。直接回声是指扬声器播放出的声音未经任何反射直接进入麦克风。直接回声的延迟短，与远端说话者的语音能量，扬声器与话筒之间的距离、角度、扬声器的播放音量以及话筒的拾取灵敏度等因素相关。间接回声是指扬声器播放的声音经不同的回声路径一次或多次反射后进入麦克风所产生的回声集合。

声学回声消除是从麦克风拾取的语音信号中减去回声信号。参见图1，回声消除系统包括：延时估计、线性回声消除、双端讲话检测和残余回声消除等模块。声学回声与原始语音的差别不仅包括近端用户的扬声器的非线性特性产生的失真，还有近端用户的房间系统的响应。回声消除算法主要是采用自适应滤波器模拟回声路径，并使其冲激响应与实际回声路径尽可能的接近，从而得到回声信号的估计值，再将该估计值从近端拾取的语音信号中减去即可实现回声的消除。声学回声消除是语音交互场景中不可或缺的模块。

在语音交互系统中，已经采用的回声消除方法包括实时回声消除和调音回声消除。在实时回声消除方法中，根据实时语音通信的近端信号与参考信号的比较获得延时参数。在调音回声消除方法中，在实时语音通信之前，对实际环境进行调音以获得延时参数。与实时回声消除相比，采用调音回声消除获得延时参数不仅准确性更高，而且在语音通信阶段无需耗时计算延时参数，对音频信号的处理速度更快，因此可以获得更好的回声消除效果。

对于深度学习的回声消除算法，延时估计是影响回声消除效果的重要因素。现有的回声消除方法，在环境噪声过大和/或延时时间过长的复杂环境中还存在着延时估计错误的问题，导致回声消除效果欠佳。

发明内容

鉴于上述问题，本公开的目的在于提供用于语音交互系统的回声消除方法及电子设备和存储介质，其中，采用校验比特流调制的参考音频信号进行测试，根据评估参数动态调节数字频率调制参数，以提高回声消除方法在复杂环境中的可靠性和改善回声消除效果。

根据本发明的第一方面，提供一种用于语音交互系统的回声消除方法，包括：对语音交互系统进行调音以获得回声延时；以及采用所述回声延时对语音交互系统中的拾取音频信号进行处理以去除回声，其中，所述调音包括：采用校验比特流进行数字频率调制以生成参考音频信号；采用所述参考音频信号进行测试以获取回声延时；以及根据评估参数动态调节数字频率调制参数以及重复测试步骤，直至所述评估参数合格。

优选地，还包括：在扬声器的驱动电路中，采集所述扬声器的驱动信号以获取所述参考音频信号；以及在麦克风的信号处理电路中，采集所述麦克风的拾取信号以获取所述拾取音频信号。

优选地，所述获取回声延时的步骤包括：对所述参考音频信号进行解调，以获得所述校验比特流在所述参考音频信号中的时间位置作为开始时刻；对所述拾取音频信号进行解调，以获得所述校验比特流在所述拾取音频信号中的时间位置作为到达时刻；以及根据所述开始时刻和所述到达时刻的差获得所述回声延时。