一种回声抵消方法和设备技术

一种回声抵消方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：?划分待处理音频信号为高带待处理音频信号和低带待处理音频信号；?对所述低带待处理音频信号进行自适应滤波回声抵消处理，对所述高带待处理音频信号不进行自适应滤波回声抵消处理，生成初步回声抵消信号；?对初步回声抵消频域信号中的高带信号进行包络预测回声抑制，计算并输出残留回声抑制系数；RES模块对初步回声抵消频域信号中的低带信号进行回声抑制，输出处理结果；将所述输出结果与残留回声抑制系数相乘输出回声抵消后信号。

【技术实现步骤摘要】
一种回声抵消方法和设备
本专利技术涉及音频信号处理领域，尤其涉及一种回声抵消方法和设备。
技术介绍
图1是回声抵消技术的应用场景示意图，从网络上传来的远端信号经过CODEC，即编译码器模块解码之后，进行模数转换，送到扬声器播放，麦克风不仅拾取近端信号，同时也拾取了扬声器播放的远端信号(即回声)，麦克风拾取的信号进行回声抵消处理之后，麦克风信号中的回声被消除，只剩下近段信号，经过CODEC模块编码处理之后，通过网络送到远端。如果麦克风信号中的回声没有被消除，送到远端后，远端会听到自己的声音，回声抵消技术的目的是尽量消除回声，而保留近端信号。回声抵消处理通常包括两个部分：AEC(AdaptiveEchoCanceller)，自适应回声抵消以及RES(ResidualEchoSuppressor)，残留回声抑制。自适应回声抵消采用自适应滤波器模拟空间回声路径，消除麦克风信号中的回声，一般情况下，由于噪声等因素的影响，AEC模块不能将回声消除的很干净，因此需要RES模块对残留的回声进行进一步的回声抑制处理。自适应滤波有NLMS、RLS、MDF(Multidelayblockfrequencydomainadaptivefilter)算法是块NLMS算法在频域的一种实现形式)等算法。在混响时间较长、采样率较高时，自适应滤波器需要很长的阶数，例如混响为300ms，采样率为48khz时，需要的阶数为48000×0.3＝14400，这样导致自适应滤波器的计算量很大，从而增加设备的成本。本专利技术提供一种低复杂度的回声抵消算法。现有技术为了降低复杂度，采用子带自适应滤波来解决这个问题。如图2所示，近端信号d(n)和远端信号x(n)分别进行子带分割，每个子带带宽250Hz，因此8KHz共有16各子带，16KHz共有32个子带，32KHz共有64个子带。每个子带采用NLMS算法进行回声抵消，之后各个子带进行综合，得到残留回声信号。但是，现有技术至少存在以下问题：子带边界存在回声泄露。经调试发现子带的自适应滤波器，在子带边界处回声衰减量明显不足，经常会残留一些较强的单频信号(听起来就是类似“叽咣”的声音，比较影响主观感受)。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种回声抵消方法和设备来解决上述问题。本专利技术实施例提供了一种回声抵消方法，该方法包括：划分待处理音频信号为高带待处理音频信号和低带待处理音频信号；AEC模块对低带待处理音频信号进行自适应滤波回声抵消处理；RES模块对高带待处理音频信号进行包络预测回声抑制，对低带待处理音频信号进行回声抑制，输出处理后信号。本方法既有效的降低了回声抵消的计算量，又解决了子带边界存在的回声泄露问题。本专利技术实施例同时提供一种回声抵消AEC模块，包括：参考信号分析滤波器，将参考信号处理为高带参考信号和低带参考信号，将高带参考信号输出到人造回声合成滤波器，将低带参考信号输出到自适应滤波器；待处理音频信号分析滤波器，将待处理音频信号处理为高带待处理音频信号和低带待处理音频信号，将高带待处理音频信号输出到初步回声抵消信号合成滤波器；将低带待处理音频信号输出到自适应滤波器；所述自适应滤波器，与参考信号分析滤波器和待处理音频信号分析滤波器相连，将低带参考信号经过自适应滤波处理生成低带人造回声信号，并输出到人造回声合成滤波器；将低带待处理音频信号经过自适应滤波处理生成低带初步回声抵消信号，并输出到初步回声抵消信号合成滤波器；人造回声合成滤波器，与自适应滤波器相连，将高带参考信号和低带人造回声信号合成为人造回声信号，并输出给RES设备；初步回声抵消信号合成滤波器，与自适应滤波器相连，将高带待处理音频信号和低带初步回声抵消信号合成为初步回声抵消信号，并输出给RES模块。本专利技术实施例还提供一种回声抵消RES模块，包括：FFT变换模块，将参考信号、待处理音频信号、人造回声信号、初步回声抵消信号经过FFT变换，生成对应的参考频域信号、待处理频域音频信号、人造回声频域信号以及初步回声抵消频域信号；并将待处理频域音频信号、人造回声频域信号以及初步回声抵消频域信号输入到RES低带模块，将参考频域信号、初步回声抵消频域信号输入到RES高带模块；RES高带模块，对初步回声抵消频域信号中的高带信号进行包络预测回声抑制，计算并输出残留回声抑制系数；RES低带模块，对初步回声抵消频域信号中的低带信号进行回声抑制，输出处理结果。本设备既有效的降低了回声抵消的计算量，又解决了子带边界存在的回声泄露问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术
技术介绍
的方法流程图；图2是本专利技术
技术介绍
中现有技术的方法流程图；图3是本专利技术实施例一的设备结构图；图4是本专利技术实施例一的方法流程图；图5是本专利技术实施例一的方法流程图；图6是本专利技术实施例一的方法流程图；图7是本专利技术实施例一的子带划分方式参考图图8是本专利技术实施例一的回声冲激响应以及能量衰减曲线的示例图；图9是本专利技术实施例一的QMF分析和综合滤波器处理流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种回声抵消方法，将待处理音频信号中的回声抵消，输出回声抵消后信号。请参考图3，参考信号x(n)(即远端信号，在本专利中参考信号和远端信号具有相同含义)输出到扬声器播放；麦克风拾取待处理音频信号d(n)，其中包括回声信号y(n)、本端信号s(n)以及噪声v(n)，待处理音频信号经过AEC模块和RES模块的处理，消除回声信号y(n)和噪声v(n)，保留本端信号。具体而言，该方法包括以下步骤，请参考图4：S1：AEC模块对待处理音频信号进行初步回声抵消处理，生成初步回声抵消信号e(n)。AEC模块对参考信号x(n)、待处理音频信号d(n)进行处理，输出初步回声抵消信号e(n)、人造回声信号y′(n)以及频域的低带回声滤波系数H(k)；并将参考信号x(n)和待处理音频信号d(n)输出到RES模块。具体而言，包括：1、根据参考信号x(n)生成人造回声信号y′(n)。参考信号x(n)经过QMF分析滤波器处理后生成高带参考信号xhi(n)和低带参考信号xlow(n)，其中，输出高带参考信号xhi(n)到QMF合成滤波器，输出低带参考信号xlow(n)到自适应滤波器；低带参考信号xlow(n)经过自适应滤波器处理后生成低带人造回声信号y′low(n)，并输出给QMF合成滤波器；高带参考信号xhi(n)和低带人造回声信号y′low(n)经过QMF合成滤波器处理后生成人造回声信号y′(n)，并输出给RES模块；2、根据待处理音频信号d(n)生成初步回声抵消信号e(n)。待处理音频信号d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回声抵消方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：?划分待处理音频信号为高带待处理音频信号和低带待处理音频信号；?对所述低带待处理音频信号进行自适应滤波回声抵消处理，对所述高带待处理音频信号不进行自适应滤波回声抵消处理，生成初步回声抵消信号；?对初步回声抵消频域信号中的高带信号进行包络预测回声抑制，计算并输出残留回声抑制系数；RES模块对初步回声抵消频域信号中的低带信号进行回声抑制，输出处理结果；将所述输出结果与残留回声抑制系数相乘输出回声抵消后信号。

【技术特征摘要】
1.一种回声抵消方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：划分待处理音频信号为高带待处理音频信号和低带待处理音频信号；对所述低带待处理音频信号进行自适应滤波回声抵消处理，对所述高带待处理音频信号不进行自适应滤波回声抵消处理，生成初步回声抵消信号；对初步回声抵消频域信号中的高带信号进行包络预测回声抑制，计算并输出残留回声抑制系数；RES模块对初步回声抵消频域信号中的低带信号进行回声抑制，输出处理结果；将所述输出结果与残留回声抑制系数相乘输出回声抵消后信号。2.根据权利要求1所述的回声抵消方法，其特征在于，所述划分待处理音频信号是通过QMF分析滤波进行划分。3.根据权利要求1所述的回声抵消方法，其特征在于，所述对所述低带待处理音频信号进行自适应滤波回声抵消处理，对所述高带待处理音频信号不进行自适应滤波回声抵消处理，生成初步回声抵消信号包括：低带待处理音频信号经过自适应滤波处理后生成低带初步回声抵消信号；所述低带初步回声抵消信号和高带待处理音频信号进行合成滤波处理之后生成初步回声抵消信号。4.根据权利要求1或3所述的回声抵消方法，其特征在于，所述对所述低带待处理音频信号进行自适应滤波回声抵消处理，对所述高带待处理音频信号不进行自适应滤波回声抵消处理，生成初步回声抵消信号之前还包括：AEC模块将参考信号通过QMF分析滤波，生成高带参考信号和低带参考信号；AEC模块将所述低带参考信号进行自适应滤波处理生成低带合成回声信号；AEC模块将所述高带参考信号和所述低带合成回声信号进行QMF合成滤波处理，生成合成回声信号。5.根据权利要求1所述的回声抵消方法，其特征在于，所述对初步回声抵消频域信号中的高带信号进行包络预测回声抑制之前还包括：将所述初步回声抵消信号经过FFT变换生成初步回声抵消频域信号。6.根据权利要求1所述的回声抵消方法，其特征在于，所述计算残留回声抑制系数包括：计算初步回声抵消频域信号各子带能量，计算参考频域信号各子带能量，计算残留回声频域信号各子带能量，计算高带包络预测系数，计算高带包络预测系数的衰减因子；根据所述初步回声抵消频域信号各子带能量、参考频域信号各子带能量、残留回声频域信号各子带能量、初步回声抵消频域信号中的高带信号的包络预测系数以及高带包络预测系数的衰减因子计算初步回声抵消频域信号中的高带信号的各子带增益；根据初步回声抵消频域信号中的高带信号的各子带增益计算初步回声抵消频域信号中的高带信号的各谱线增益，即残留回声抑制系数。7.根据权利要求6所述的回声抵消方法，其特征在于，所述计算初步回声抵消频域信号中的高带信号的包络预测系数，方法为：根据公式计算所述包络预测系数；其中gl(i)表示所述包络预测系数，N表示帧长，hn(i)表示初步回声抵消频域信号中的高带信号各子带的回声冲激响应；获得hn(i)的方法为，将低带回声滤波系数H(k)进行IFFT变换，获得时域的低带冲激响应，然后将所述低带冲激响应进行高通滤波处理，获得高带的冲激响应hn(i)。8.根据权利要求6所述的回声抵消方法，其特征在于，所述计算各子带能量方法为：计算早期回声子带能量，计算后期回声子带能量；将早期回声子带能量与后期回声子带能量相加得到子带能量。9.根据权利要求1所述的回声抵消方法，其特征在于，所述初步回声抵消频域信号中的高带信号与初步回声抵消频域信号中的低带信号，二者的关系为，二者之间有重叠，以消除混叠影响。10.根据权利要求1、2和3项中任一所述的回声抵消方法，其特征在于，将所述待处理音频信号划分为高带待处理音频信号和低带待处理音频信号之前，使用音频采集设备采集所述待处理音...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹五洲，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：