一种回声消除系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种回声消除系统及其方法，所述系统包括主滤波模块、次滤波模块、状态模块和更新模块，其中，所述主滤波模块包括主滤波器和主减法器，所述主滤波器经配置以基于主滤波器滤波参数对远端信号x(n)进行滤波，所述主减法器对主滤波器输出的回声估计信号

An echo cancellation system and its method

【技术实现步骤摘要】
一种回声消除系统及其方法
本专利技术涉及一种音频
，特别地涉及一种回声消除系统及其方法。
技术介绍
在语音通话过程中，回声消除是信号处理中的一个重要方面。图1为一种典型的回声消除原理示意图。远端(farend)语音信号x(n)被扬声器播放后在近端(nearend)的声学环境中传播，并被近端麦克风采集而形成回声信号y(n)，同时麦克风也采集到近端可能存在的语音和噪声信号v(n)(为方便说明，以下称为语音信号v(n))。因而，近端麦克风信号d(n)＝y(n)+v(n)。从远端信号x(n)到回声信号y(n)的过程可以建模成：y(n)＝h(n)*x(n)，其中，*表示卷积，h(n)表示由扬声器物理声学特性和近端环境声学响应组成的系统参数，也可称之为回声路径。目前，线性回声消除系统采用自适应滤波器(AdaptiveFilter，简称AF)学习回声路径h(n)。学习得到回声路径h(n)的近似路径进而得到估计回声信号从近端麦克风信号d(n)中减去估计回声信号从而得到去除了回声的输出信号e(n)，其作为输出发送到远端。回声消除系统的理想情况是自适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回声消除系统，其中包括：/n主滤波模块，其包括主滤波器和主减法器，所述主滤波器经配置以基于主滤波器滤波参数对远端信号x(n)进行滤波，所述主减法器对主滤波器输出的回声估计信号

【技术特征摘要】
1.一种回声消除系统，其中包括：
主滤波模块，其包括主滤波器和主减法器，所述主滤波器经配置以基于主滤波器滤波参数对远端信号x(n)进行滤波，所述主减法器对主滤波器输出的回声估计信号和近端信号d(n)做减法得到主减法器误差信号e1(n)；
次滤波模块，经配置通过对远端信号x(n)进行自适应滤波以提供次滤波器回声路径参数h2；
状态模块，与所述主滤波模块和次滤波模块相连接，并接收远端信号x(n)和近端信号d(n)，经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态；以及
更新模块，与所述状态模块和主滤波模块相连接，经配置以至少部分基于输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态更新主滤波器滤波参数。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为双讲状态。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为信道变化状态。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为没有发生双讲时，所述更新模块将次滤波器回声路径参数h2复制给主滤波器，使主滤波器的回声路径参数h1＝h2。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为没有发生双讲、且信道没有发生变化时，所述更新模块进一步为主滤波器设置低更新权重μ0，μ0∈(0,0.3]。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为没有发生双讲、且信道发生了变化时，所述更新模块进一步为主滤波器设置高更新权重μ1，μ1∈(0.5,1]。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为发生了双讲、没有发生信道变化时，所述更新模块为主滤波器设置低更新权重μ0，其中，μ0∈(0,0.3]。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态模块经配置以确定输入到主滤波模块的远端信号x(n)的状态为发生了双讲、信道发生变化时，所述参数更新模块为主滤波器设置更新权重μ3，其中，所述权重μ3介于μ0和μ1之间，其中，μ0∈(0,0.3]，μ1∈(0.5,1]。


9.根据权利要求4或5或6所述的系统，其中所述更新模板经进一步配置，检测前一状态是否发生双讲；响应于前一状态发生了双讲，缓冲m帧之后将更新主滤波器滤波参数，其中，m＝1或2。


10.根据权利要求1所述的系统，所述状态模块经进一步配置包括：
基础数据计算单元，经配置以计算远端信号x(n)平均能量值Ex和短时能量峰值max(Ex)，近端信号d(n)平均能量值Ed，主滤波器误差信号e1(n)的平均能量值次滤波器误差信号e2(n)的平均能量值及主滤波器输出的回声估计信号的平均能量值Ey；
状态参数计算单元，经配置以计算主、次滤波模块的信号能量比Ratio1、主滤波模块的多个输出信号能量比Ratio2及远端信号x(n)的局部最大能量与近端信号d(n)的能量比Ratio3，其中，Ratio3＝max(Ex)/Ed；以及
状态判断单元，与所述状态参数计算单元相连接，经配置在远端信号x(n)同时符合Ratio2＞1、Ratio3＜1、min(Eei)＞T时确定远端信号x(n)状态为发生双讲，其中i＝1或2，T为环境噪声能量阈值；在Ratio1＞1时，确定远端信号x(n)状态为信道发生变化。


11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述状态判断单元经进一步配置，在Ratio1＞1时，进一步判断Ratio1是否符合1-ε≤Ratio1≤1+ε其中，ε∈[0,1)；响应于1-ε≤Ratio1≤1+ε，确定当前状态为信道发生变化。


12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述状态模块经进一步配置包括参数估计单元，经配置以根据远端信号x(n)估计服从高斯分布的稳态加性噪声方差σ02的值；根据远端信号x(n)和近端信号d(n)估计由双讲引起的服从高斯分布的稳态加性噪声方差σ12的值；对应地，所述状态参数计算单元根据所述方差σ02的值和方差σ12的值计算环境噪声能量阈值T，其中，


13.根据权利要求1所述的系统，其中，还进一步包括延时模块，经配置以根据回声延迟时间Td对发送给主滤波模块的远端信号x(n)进行延时。


14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述延时模块进一步包括：
下采样单元，经配置以对远端信号x(n)进行下采样以获得采样信号；
回声延迟计算单元，经...

【专利技术属性】
技术研发人员：许乾坤，顾凡，
申请(专利权)人：上海推乐信息技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31