一种多通道回声消除电路和智能设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多通道回声消除电路和智能设备，电路包括信号提取电路，一端与对应扬声器的音频通道连接，从对应扬声器的音频通道中提取部分音频信号作为回声消除参考信号；信号提取电路的另一端连接隔离电路；各隔离电路相互连接后形成一噪声通道，将各信号提取电路提取的回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给处理器，处理器根据输入的噪声信号以及麦克风采集的声音信号，将麦克风采集的声音信号减去噪声信号得到降噪后的信号。本实用新型专利技术多通道回声消除电路，支持多声道回声消除，提高了回声消除性能，改善了多声道音频的输出音质，智能设备包括多通道回声消除电路，用户体验更佳。

A multi-channel echo cancellation circuit and intelligent device

The utility model discloses a multi-channel echo cancellation circuit and intelligent devices, circuit including signal extraction circuit, audio and corresponding speakers connected at one end of the passage, extraction of the audio signal as the echo cancellation reference signal from the audio channel corresponding to the speaker; the other end is connected with the signal extraction circuit isolation circuit; the isolating circuit after connection the formation of a noisy channel, the signal extraction circuit extraction echo cancellation reference signal to form a road noise signal output to the processor, the processor based on the input sound signal and the noise signal collected by microphone, sound signal by subtracting the noise signal of the microphone acquisition to get the denoised signal. The multi-channel echo cancellation circuit of the utility model supports multi-channel echo cancellation, improves the echo cancellation performance, and improves the output quality of multi-channel audio. Intelligent devices include multi-channel echo cancellation circuit, and the user experience is better.

【技术实现步骤摘要】
一种多通道回声消除电路和智能设备
本技术涉及音频信号处理
，具体涉及一种多通道回声消除电路和智能设备。
技术介绍
随着电子信息技术和声学技术的发展以及机器人等智能硬件产品的发展，基于语音识别技术的人机交互技术越来越多的在手机、机器人、智能音响、智能电视等等产品上应用。语音识别的人机交互，在实际应用中，遇到的第一个问题就是外部噪声的干扰，特别是产品自身扬声器播放的声音。因为扬声器跟麦克风都附着在产品上，空间上距离很近，扬声器播放的音频很轻易就通过麦克风传回到系统当中去这样用户说的语音指令就被扬声器的噪声覆盖掉了，无法给系统发送指令，系统也无法识别用户语音指令。这一现象叫做回声干扰。目前回声干扰已经成为智能硬件产品的语音交互设计中首先要解决的问题。回声消除技术应运而生，但是目前的回声消除技术一般只支持一个扬声器、即单路噪声的消除。而实际上大部分的产品往往设计对应两个扬声器的两个声道甚至更多声道，单路噪声消除已经无法满足实际产品的需求。
技术实现思路
本技术提供了一种多通道回声消除电路和智能设备以对多声道产品的回声进行消除，满足实际需求。根据本技术的一个方面，提供了一种多通道回声消除电路，包括：与扬声器的音频通道对应数量的信号提取电路、隔离电路，以及处理器；信号提取电路一端与对应扬声器的音频通道连接，用于从对应扬声器的音频通道中提取部分音频信号作为回声消除参考信号；信号提取电路的另一端连接隔离电路；各隔离电路相互连接后形成一噪声通道，将各信号提取电路提取的回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给处理器，处理器的一个输入端连接麦克风，另一个输入端连接噪声通道对获取的麦克风采集的声音信号和噪声通道输出的噪声信号进行处理得到降噪后的信号。根据本技术的另一个方面，提供了一种智能设备，该智能设备包括如前述一个方面的多通道回声消除电路。本技术的有益效果是：本技术实施例的多通道回声消除电路，支持多声道多扬声器的产品的回声消除，通过与扬声器的音频通道对应数量的信号提取电路分别提取多个声道的音频信息，经相互连接的隔离电路形成的一噪声通道耦合成一路噪声信号后传送到处理器，如此，既能够支持多声道的回声消除，提高产品的回声消除性能，进而提高产品的人机交互准确性。又由于各隔离电路相互连接后形成一噪声通道，使得从各音频通道中提取的回声消除参考信号能汇聚成一路噪声信号，提供给处理器，使得处理器只需要具备一个接收噪声的音频接口即可，降低了对处理器的要求，节省成本；同时由于隔离电路的设计避免了多扬声器之间的串音，也改善了多扬声器输出的音质，提升了产品的市场竞争力。附图说明图1是本技术一个实施例的多通道回声消除电路的框图；图2是本技术一个实施例的多通道回声消除电路的电路图；图3是本技术另一个实施例的多通道回声消除电路的框图；图4是本技术一个实施例的智能设备的结构框图。具体实施方式回声消除是先从扬声器音频通道进行音频采集与数字处理，得到噪声样本，并从麦克风采集语音信号与噪声，通过DSP(DigitalSignalProcessing数字相关处理)处理器进行音频处理，把麦克风采集到音频信号中的噪声去除，从而得到干净的用户语音信号，再传给相关的后级系统进行语音识别等。可知，回声消除对产品的语音识别和语音交互至关重要。现有技术的回声消除技术一般只应用于单声道。有一种回声消除方案：这种方案可以应用于多声道，但是多声道直接通过信号线连接，，相互之间没有足够的隔离度，扬声器之间会有声音串扰。例如当左声道以最大音量播放，右声道静默时，由于串音的影响，从右声道的扬声器中也能听到左声道播放的音乐。同时，多声道直接连接也就意味着多个音频的地线连接在一起，会产生额外的共地噪声。这些共地噪声输送到DSP后，导致回声消除的降噪性能明显下降，同时也会出现不需要的杂音，对扬声器的音质产生不良影响。还有一种回声消除方案：每一个扬声器的音频通道，都单独的提取噪声信号后发送给DSP进行回声消除。但是这种方式要求DSP需要有相应的多个音频端口，而且DSP的回声消除要进行多次的降噪处理，成本较高。对此，本技术实施例提供了一种多通道回声消除电路，只需要一条噪声音频通道，成本低，并且可以去除各种不需要的音频噪声干扰。本技术技术方案的设计构思在于设置隔离电路，例如在隔离电路中采用变压器，变压器的工作原理是电感耦合，常用于变换电压或变换负载的阻抗。通过将变压器的工作频率范围设置为10～20000Hz，与扬声器播放的音乐信号的频率范围重合，能够实现音频信号的转换和反向隔离，提高降噪效果。参见图1，为本技术一个实施例的多通道回声消除电路的框图，本实施例的多通道回声消除电路包括：与扬声器的音频通道对应数量的信号提取电路101、隔离电路102，以及处理器103；信号提取电路101一端与对应扬声器的音频通道连接，用于从对应扬声器的音频通道中提取部分音频信号作为回声消除参考信号；信号提取电路101的另一端连接隔离电路102；各隔离电路102相互连接后形成一噪声通道，将各信号提取电路101提取的回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给处理器103，处理器103的一个输入端连接麦克风，另一个输入端连接噪声通道，对麦克风采集的声音信号和噪声通道输出的噪声信号进行处理。由图1所示可知，本技术实施例的回声消除电路，利用与各扬声器的音频通道连接的信号提取电路，从扬声器的音频信号中提取部分信号作为回声消除参考信号，然后经过与信号提取电路连接的隔离电路输出给处理器，由于各个隔离电路相连接，从而可以将回声消除参考信号形成一路噪声信号，通过一个噪声通道将这一路噪声信号发送给处理器供其进行降噪处理。这样处理器只需要一个音频端口来接收隔离电路输出的一路噪声信号，不需要设置多个音频端口，降低了对处理器的要求，节省了成本。另外，本实施例中各音频通道的信号提取电路是隔离的，信号提取相互不影响，在提取回声消除参考信号后再经过相连接的隔离电路形成噪声通道，经噪声通道将将形成的一路噪声信号输出给处理器，避免了多声音通道直接连接进行信号提取时串音的影响，也避免了额外的共地噪声的产生，从而提高了回声消除的降噪性能，并保证了扬声器的音质。需要说明的是，图1中是以两声道，以及与两个声道对应的两个信号提取电路和两个隔离电路为例进行的说明，但本技术的实施例不限于此。如图2所示，本实施例中隔离电路包括：第一级变压器(如图2中示意的变压器N1)和与第一级变压器的输出端连接的输出匹配网络22，信号提取电路为输入匹配网络21，对应扬声器(例如，左扬声器)的音频信号通过输入匹配网络21后得到回声消除参考信号，回声消除参考信号输入到对应的第一级变压器，各输出匹配网络22相互连接后形成一噪声通道23，将回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给处理器。需要强调的是，本实施例的第一级变压器选取低频变压器，变压器的工作频率的范围与输出到扬声器的声音信号的频率范围一致。例如，将变压器的工作频率范围设置在10～20000Hz范围内，与扬声器的声音信号的频率范围一致，以实现音频信号的转换和反向隔离。输入匹配网络和输出匹配网络通过无源元件组成，无源元件包括电阻、电容。参见图2，本实施例中，输入匹配网络21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道回声消除电路，其特征在于，包括与扬声器的音频通道对应数量的信号提取电路、隔离电路，以及处理器；所述信号提取电路一端与对应扬声器的音频通道连接，从对应扬声器的音频通道中提取部分音频信号作为回声消除参考信号；所述信号提取电路的另一端连接隔离电路；各所述隔离电路相互连接后形成一噪声通道，将各所述信号提取电路提取的回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给所述处理器，所述处理器的一个输入端连接麦克风，另一个输入端连接噪声通道，对麦克风采集的声音信号和噪声通道输出的噪声信号进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种多通道回声消除电路，其特征在于，包括与扬声器的音频通道对应数量的信号提取电路、隔离电路，以及处理器；所述信号提取电路一端与对应扬声器的音频通道连接，从对应扬声器的音频通道中提取部分音频信号作为回声消除参考信号；所述信号提取电路的另一端连接隔离电路；各所述隔离电路相互连接后形成一噪声通道，将各所述信号提取电路提取的回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给所述处理器，所述处理器的一个输入端连接麦克风，另一个输入端连接噪声通道，对麦克风采集的声音信号和噪声通道输出的噪声信号进行处理。2.根据权利要求1所述的多通道回声消除电路，其特征在于，所述隔离电路包括：第一级变压器和与所述第一级变压器的输出端连接的输出匹配网络，所述信号提取电路为输入匹配网络，对应扬声器的音频信号通过所述输入匹配网络后得到回声消除参考信号，回声消除参考信号输入到对应的第一级变压器，各所述输出匹配网络相互连接后形成一噪声通道，将所述回声消除参考信号形成一路噪声信号输出给所述处理器。3.根据权利要求2所述的多通道回声消除电路，其特征在于，所述隔离电路还包括：第二级变压器，各所述输出匹配网络的输出端与所述第二级变压器的输入端连接，第二级变压器的输出端连接处理器。4.根据权利要求2所述的多通道回声消除电路，其特征在于，所述输入匹配网络包括：第一输入电阻，第一输入电容和第二输入电阻，第一级变压器的输入端与所述第一输入电容串联后，与所述第二输入电阻的一端以及所述第一输入电阻的一端连接，所述第二输入电阻的另一端与所述第一级变压器的第一接地端连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑，张向东，于振宇，罗志平，严栋，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37