用于处理音频信号的方法和音频接收电路技术

本发明专利技术描述了用于处理音频信号的方法和音频接收电路，该音频信号接收方法包括：经由包括第一麦克风的第一接收路径接收第一音频信号；经由包括第二麦克风的第二接收路径接收第二音频信号；并且基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制。

【技术实现步骤摘要】
用于处理音频信号的方法和音频接收电路
本公开涉及用于处理音频信号的方法和音频接收电路。
技术介绍
在物理学中，可以将回声定义为由其周围环境中的波的反射所产生的复制。这样的现象会在语音远程通信中发生。在电话终端中，声学回声是由于扬声器和终端的麦克风之间的耦合。结果，电话的麦克风不仅包含有用的语音信号，而且还包含回声。如果没有在麦克风路径上执行处理，则回声信号以及近端语音信号被传输到远端扬声器，并且远端扬声器听到他/她自己的话音的延迟版本。当回声信号的电平为高时且当原始信号和其回声之间的延迟为高时，由于听到他/她自己的话音而产生的烦恼增加。为了保证良好的语音质量，可以在能够发生传输之前在麦克风路径上实现一些处理。近年大量地研究了声学回声消除算法。声学回声消除的方案可以包括自适应滤波器，后面是回声后滤波器。自适应滤波器产生声学路径的复制。这一回声路径估计然后用于估计由麦克风拾取的回声信号。实际上，自适应回声消除(AEC)的性能被环境噪声和/或近端语音信号的存在干扰。为了限制这样的干扰对AEC的影响，可以使用双端通话检测器(DTD)和/或仅噪声检测器。双端通话检测器可能典型地相当复杂。情景分类算法可以例如利用语音存在概率和/或信号相干性。DTD的典型使用在于在双端通话(DT)时段(双端通话时段指代其间远端和近端扬声器都是活动的时段)期间冻结AEC的适应性。然而，即使在使用DTD的情况下，一些残余回声典型地存在于自适应滤波器的输出端处。后滤波器可以用于使回声变得不可闻。回声后滤波器可以由应用于来自自适应回声消除的误差信号的衰减增益构成。为了更好的双端通话性能，能够在子带或频域中计算这一衰减。然而，单通道回声消除的性能仍然受限，特别是在免提配置中，对于免提配置，近端与回声比为低。这一受限的性能会导致在双端通话时段期间在经处理的近端语音信号中的高失真并且因此导致差的通信质量。在仅回声时段期间的回声抑制和在DT时段期间的近端语音的低电平失真之间可以产生折衷。在低的近端与回声比的情况下提高语音质量的方案可以基于用于回声处理的多个麦克风的使用。进而，可以使用基于波束成形方案的多通道回声消除，以便在低的近端与回声比的情况下提高语音质量。回声后滤波或回声抑制的有效方法仍然是期望的。
技术实现思路
提供一种用于处理音频信号的方法，包括：经由包括第一麦克风的第一接收路径接收第一音频信号；经由包括第二麦克风的第二接收路径接收第二音频信号；并且基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制。进而，提供一种根据上述方法的用于处理音频信号的音频接收电路。附图说明在附图中，类似的附图标记通常在不同的视图中指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，相反通常强调说明本专利技术的原理。在下面的描述中，参照下面的附图来描述各种方面，在附图中：图1示出了配备有一个扬声器和两个麦克风的示例。图2示出了具有用于换能器配置的示例的移动终端。图3示出了与位于如图1所述的系统的声源和换能器之间的物理交互相匹配的信号模型的示意性表示。图4示出了根据在HF(免提)模式中执行的示例性测量位于扬声器和麦克风之间的声学路径的频率响应。图5示出了根据在HF模式中执行的示例性测量位于人造头部的嘴部和麦克风之间的频率响应。图6示出了在HF模式中的示例性情景中记录的麦克风信号的光谱图。图7示出了说明用于处理音频信号的方法的流程图。图8示出了音频接收电路。图9示出了包括自适应滤波器部分的回声消除(或抑制/处理)电路，该自适应滤波器部分包括跟随有回声后滤波器的一个自适应滤波器。图10示出了包括自适应滤波器部分的回声消除电路，该自适应滤波器部分包括跟随有回声后滤波器的一个自适应滤波器。图11示出了包括双端通话检测器的误差消除电路。图12示出了说明标准化功率电平差(PLD)的值分布的图。图13示出了过高估计因子设置函数的给定示例的图。具体实施方式下面的详细描述参照通过说明的方式示出其中可以实践本专利技术的本公开的具体细节和方面的附图。可以利用其它方面，并且在不偏离本专利技术的范围的情况下，可以做出结构、逻辑和电气改变。本公开的各种方面不必是相互排他的，因为可以将本公开的一些方面与本公开的一个或多个其它方面进行组合以便形成新的方面。用于提高移动终端中的语音质量的方案可以包括多麦克终端的使用。多麦克风终端隐含地提供关于近端声学环境的空间信息。例如，对来自双麦克风移动终端的麦克风信号的观察表明，根据当前是否存在仅回声、双端通话或仅近端时段，存在明显的电平差。如下面进一步描述的，为了提高的回声消除目的，可以利用这一电平差。图1示出了配备有一个扬声器101和两个麦克风102、103的终端100的示例。术语“扬声器”可以指代耳机和免提扬声器。可以将麦克风观察中的一个考虑为主要观察并且将另一个麦克风观察考虑为辅助观察。如图1所示，远端扬声器话音由扬声器101播放到近端扬声器104。这一扬声器信号的一部分可以在近端环境105中反射并且可以稍后被两个麦克风102、103拾取作为回声106。扬声器101和每一个麦克风之间的耦合可以限定一个声学路径：针对两个麦克风102、103的两个声学路径。每一个麦克风102、103(具有可能的随后处理部件)形成接收路径。麦克风102、103可以记录近端扬声器话音或语音信号107并且最终记录背景噪声108。近端扬声器话音107也可以在被麦克风102、103拾取之前在环境105中反射。因为两个麦克风102、103可能不一定被放置在相同的位置处，因此可能必须对近端扬声器和每一个麦克风之间的声学路径进行建模。应该认识到，图1并不提供麦克风的位置的限制性示例，而且麦克风102、103可以被不同地放置在终端100上。图2中给出了用于换能器的定位的示例。术语“换能器”指代扬声器和麦克风二者。图2示出了移动终端201、202。第一移动终端201具有底部-底部配置，其中麦克风203、204都被放置在电话的底部处且距离扬声器205大致是等距的。第二移动终端202具有底部-顶部配置，其中麦克风205、206被放置为使得一个麦克风相当接近扬声器207而另一麦克风相当远离扬声器207。在底部-顶部配置中，将较接近扬声器207的麦克风206称为辅助麦克风，而将较远离扬声器的麦克风称为主要麦克风。应该注意，辅助麦克风和/或主要麦克风也可以布置在移动终端202的后侧处。进而，免提扬声器可以布置在移动终端201、202的后侧处。移动终端201、202可以是配备有一个扬声器和两个或更多个麦克风的远程通信终端。进而，下面的功能和方案也可以应用于也可能经历回声的其它通信设备，例如膝上型或平板计算机。图3中说明了双通道(DC)回声问题的信号模型。图3示出了与如在图1中描述的系统的声源和换能器之间的物理交互相匹配的信号模型的示意性表示，说明了如何对主要麦克风信号和辅助麦克风信号进行建模。主要麦克风信号300和辅助麦克风信号301由麦克风102、103提供，并且分别由yp(n)和ys(n)表示。信号dp(n)302和ds(n)303表示分别由主要麦克风102和辅助麦克风103拾取的回声信号。这两个信号都由扬声器101的扬声器信号x(n)304生成，其中hp|s(n)由说明扬声器101和相应的麦克本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理音频信号的方法，包括：经由包括第一麦克风的第一接收路径接收第一音频信号；经由包括第二麦克风的第二接收路径接收第二音频信号；基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制。

【技术特征摘要】
2013.05.13 US 13/892,4201.一种用于处理音频信号的方法，包括：经由包括第一麦克风的第一接收路径接收第一音频信号；经由包括第二麦克风的第二接收路径接收第二音频信号；基于所述第一音频信号和所述第二音频信号的比较来执行所述第一音频信号的回声抑制，其包括基于对所述第一音频信号和所述第二音频信号之间的电平差应用阈值来识别仅回声状态，在所述仅回声状态中，所述第一音频信号和所述第二音频信号基本上仅包括相应的回声信号。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括经由一个或多个其它的接收路径接收一个或多个其它的音频信号，并且基于所述第一音频信号、所述第二音频信号和所述一个或多个其它的音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制。3.如权利要求2所述的方法，其中，每一个其它的接收路径包括其它的麦克风。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述麦克风是相同通信设备的一部分。5.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制包括：基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来确定回声抑制增益并且基于所确定的回声抑制增益来执行所述第一音频信号的回声抑制。6.如权利要求1所述的方法，包括确定表示所述第一音频信号和所述第二音频信号之间的所述电平差的值并且基于所述值来执行所述第一音频信号的回声抑制。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述电平差是功率电平差、电压电平差或能量电平差。8.如权利要求6所述的方法，包括将所述电平差与所述阈值进行比较并且基于比较的结果来执行所述第一音频信号的所述回声抑制。9.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述比较的结果来检测双端通话情景。10.如权利要求1所述的方法，其中，执行回声抑制包括自适应回声滤波。11.如权利要求10所述的方法，其中，基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制包括：基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来设置回声滤波的适应性。12.如权利要求1所述的方法，其中，执行回声抑制包括回声后滤波。13.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行所述第一音频信号的回声抑制包括：基于所述第二音频信号来确定滤波器系数并且使用所述滤波器系数来对所述第一音频信号进行滤波。14.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一音频信号和所述第二音频信号来执行回声抑制包括：基于第一接收到的音频信号和第二接收到的音频信号来确定回声抑制增益，并且基于第一接收到的音频信号和所述回声抑制增益来对回声抑制进行滤波。15.一种音频接收装置，包括：用于经由包括第一麦克风的第一接收路径接收第一音频信号的单元；用于经由包括第二麦克风的第二接收路径接收第二音频信号的单元；用于基于所述第一音频信号和所述第二音频信号的比较来执行所述第一音频信号的回声抑制的单元，其包括用于基于对所述第一音频信号和所述第二音频信号之间的电平差应用阈值来识别仅回声状态的单元，在所述仅回声状态中，所述第一音频信号和所述第二音频信号基本上仅包括相应的回声...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·叶姆基，L·勒保卢，C·博热昂，N·埃文斯，
申请(专利权)人：英特尔IP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US