[发明专利]一种抑制残留回声的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及回声消除技术领域，更为具体地，涉及一种抑制残留回声的方法和装置。

背景技术

语音通讯中，受话器(又称听筒、receiver、SPK、EAR和EARPHONE)的信号经过线路反射和声学反射，会串入送话器(又称麦克风、咪头、微音器、拾音器)接收信号中，并馈送到远端，使远端听到回声。回声会给通话双方造成极大干扰，影响通话质量，严重时甚至引起啸叫，不仅完全无法通话，还可能伤害通讯设备。因此，为了保证通话质量和设备安全，通常需要在语音通讯中对回声进行抑制。

回声信号是受话器信号经由电声转换为实际声音信号播放出来、再经过环境反射产生的。受话器的电声转换过程和环境反射都可以视为滤波过程，因此回声信号可以看作是受话器经过一个特定的滤波器产生的声音信号。

简单的回声抑制是使信道变成半双工，任何时刻信道内只有单向的信号在传送，抑制回声。但在远近端双讲时，远端在讲话时听不到近端的声音，通话的流畅性受到干扰。

随着对语音通讯要求的不断提升，一般会采用自适应回声消除技术来抑制回音，同时保护近端语音，保证双工效果。

自适应回声消除技术以自适应滤波器作为回声路径消除滤波器来进行回声消除，滤波器通过比较受话器信号和送话器信号，自动实时跟踪回声反射环境的变化，得到准确的回声路径，消除回声。常规的可以去除大部分回声，不会影响双工性能。但是在实际系统中，由于受话器本身有失真，常规的自适应回声消除技术无法消除全部回声，而会有部分的回声残留。

现有的抑制或消除残留回声技术主要有两种方式，一种是监测残留回声强度，限制受话器的功率，使残留回声低于限定水平，但该种方法会导致受话器信号强度有较大起伏，影响近端使用者的听感。另一种方法是在残留回声较强时，将信道转为半双工，显而易见，这种方法在抑制残留回声时会对近端语音造成损伤，特别是对于一些便携的小型免提通话设备，由于受话器的失真较大，而且由于结构紧凑，送话器和受话器距离很近，残留回声很强时，为抑制残留回声会使信道变为半双工，导致通话的流畅性受到影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明结合阵列处理与回声抑制，充分利用小型免提通话设备的声学结构，提出一种抑制残留回声的方法和装置，用以在降低残留回声时减轻对近端语音的损伤，提升双工性能。

本发明公开了一种抑制残留回声的方法，该方法适用于包括M个送话器和1个受话器的通话设备，其中，M为大于1的自然数，所述M个送话器一字排开形成阵列，该方法包括：

将M路送话器信号分别与受话器信号进行自适应滤波处理得到M路自适应滤波信号；

将除第一路以外的其他M-1路自适应滤波信号经过各自对应的阵列滤波器处理后得到M-1路阵列滤波器输出信号；其中，根据受话器和自适应滤波信号对应的送话器之间的相对位置确定该自适应滤波信号所对应的阵列滤波器的权值；

将第一路自适应滤波信号分别与所述M-1路阵列滤波器输出信号进行信号相减处理得到M-1路差值信号；将该M-1路差值信号分别进行时频转换处理，并从中选择能量最小的一路频域信号；

将第一路和第M路自适应滤波信号进行时频转换处理后进行语音概率滤波处理得到一路频域语音概率信号；

将所述频域语音概率信号和所选择的能量最小的一路频域信号进行相乘处理，并将相乘处理结果进行频时转换处理后作为抑制残留回声后的语音输出信号。

在上述方法中，在将所述频域语音概率信号和所选择的能量最小的一路频域信号进行相乘处理之后，该方法进一步包括：

将相乘处理结果与时频转换后的受话器信号进行频谱滤波处理，再将相乘处理结果与频谱滤波后的结果进行相减处理，将相减处理后的结果进行频时转换处理后作为抑制残留回声后的语音输出信号。

在上述方法中，所述根据受话器与自适应滤波信号对应的送话器以及第一路送话器之间的相对位置确定该自适应滤波信号所对应的阵列滤波器的权值包括：

对于除第一路以外的其他M-1路自适应滤波信号中的每一个当前自适应滤波信号，根据如下公式确定阵列滤波器的权值：