一种回声消除方法、装置和通信设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种回声消除方法、装置和通信设备，通过利用紧邻扬声器设置的参考麦克风接收第二信号，利用紧邻接收麦克风的振动传感器接收第三信号，根据第一信号、远端信号和第二信号获取非线性信号，通过对非线性信号和第三信号进行拼接，得到结合了扬声器非线性特性和扬声器引起的设备震动信号的双通道参考信号，基于双通道参考信号和第一信号获取信号的传播路径，通过对双通道参考信号和等效传播路径进行卷积，获取远端信号传输过程受到的回声干扰信号，通过从第一信号中消除该回声干扰信号，避免了由于扬声器失真和接收麦克风震动引起的接收失真导致的回声消除不彻底问题，提高音频传输质量。音频传输质量。音频传输质量。

【技术实现步骤摘要】
一种回声消除方法、装置和通信设备


[0001]本专利技术涉及回声消除领域，尤其是涉及一种回声消除方法、装置和通信设备。

技术介绍

[0002]通信系统中，常用扬声器产生声压波并进行广播，而麦克风接收声压波并转换为输出信号，声压波传输过程中受到周围环境影响，容易产生回声，影响通信质量。
[0003]现有的回声消除方法一般是通过利用线性自适应滤波器对房间的声学传播路径进行建模，然后利用该模型和参考信号对回声信号进行估计，最后将估计得到的回声信号从麦克风接收信号中减去，从而达到回声消除的效果。
[0004]在实际应用中，通常在扬声器旁边放置参考麦克风来获取扬声器的非线性特性进行补偿，但是，扬声器发出的声波也容易造成通信回路上的结构件震动，影响接收信号的精准度。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种回声消除方法、装置和通信设备，能够提高音频传输质量。所述技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种回声消除方法，包括以下步骤：
[0007]利用扬声器广播远端信号；
[0008]获取接收麦克风的第一信号、参考麦克风的第二信号和振动传感器的第三信号；其中，所述参考麦克风紧邻所述扬声器设置，所述振动传感器紧邻所述接收麦克风设置；
[0009]基于所述远端信号和所述第二信号，构建所述扬声器的非线性模型并获取所述非线性模型的非线性参数；
[0010]将所述非线性参数和所述远端信号相乘，获取非线性信号；
[0011]对所述非线性信号和所述第三信号进行拼接，得到双通道参考信号；
[0012]基于所述双通道参考信号和所述第一信号，获取信号的传播路径；
[0013]对所述双通道参考信号和所述等效传播路径进行卷积，获取回声干扰信号；
[0014]从所述第一信号中消除所述回声干扰信号，得到回声消除信号。
[0015]可选的，所述获取回声干扰信号的步骤包括：
[0016]按照以下方式，对所述双通道参考信号和所述等效传播路径进行卷积，获取回声干扰信号：
[0017][0018]其中，echo
I
(n)表示n时刻的回声干扰信号，X
I
(n
‑
k)表示第n
‑
k个双通道参考信号，表示第k个等效传播路径，K表示k的个数。
[0019]可选的，基于所述远端信号和所述第二信号构建所述扬声器的非线性模型的步骤包括：
[0020]按照以下方式，构建扬声器的非线性模型：
[0021][0022]其中，h表示扬声器与参考麦克风之间回声路径系数，a
i
表示第i阶的模型系数，N为线性滤波器的阶数；
[0023]获取所述非线性模型的非线性参数的步骤包括：
[0024]构建N路线性滤波器，获取回声路径系数h1,...,h
N
；
[0025]将所述回声路径系数代入所述扬声器的非线性模型中，按照以下方式，获取所述非线性模型的非线性参数：
[0026][0027]其中，i＝1,...,N，ρ
i
表示第i阶的非线性参数。
[0028]可选的，所述获取非线性信号的步骤包括：
[0029]按照以下方式，获取非线性信号：
[0030][0031]其中，X
N
表示非线性信号，ρ
i
表示第i阶非线性参数，X表示远端信号，N表示线性滤波器的阶数。
[0032]可选的，所述扬声器与功率放大器连接；
[0033]在利用扬声器广播远端信号的步骤之前，还包括：
[0034]接收远端信号并输出至所述功率放大器。
[0035]可选的，对所述非线性信号和所述第三信号进行拼接，得到双通道参考信号的步骤包括：
[0036]从所述非线性信号和所述第三信号中提取特征向量并进行向量拼接，得到双通道参考信号。
[0037]可选的，所述获取信号的传播路径的步骤包括：
[0038]按照以下方式，获取n时刻的传播路径估计值：
[0039][0040]其中，X
I
(n
‑
k)表示n时刻的双通道参考信号，表示n时刻的传播路径估计值，表示n
‑
1时刻的传播路径估计值，μ表示系数，0<μ<2；e1(n)表示n时刻的回声消除信号估计值，按照以下方式获取：
[0041][0042]其中，K表示k的个数，y(n)表示n时刻的第一信号。
[0043]可选的，从所述第一信号中消除所述回声干扰信号，得到回声消除信号的步骤包括：
[0044]从所述第一信号中减去所述回声干扰信号，得到回声消除信号。
[0045]第二方面，本申请实施例提供了一种回声消除装置，包括：
[0046]广播模块，用于利用扬声器广播远端信号；
[0047]信号获取模块，用于获取接收麦克风的第一信号、参考麦克风的第二信号和振动传感器的第三信号；其中，所述参考麦克风紧邻所述扬声器设置，所述振动传感器紧邻所述接收麦克风设置；
[0048]非线性参数获取模块，用于基于所述远端信号和所述第二信号，构建所述扬声器的非线性模型并获取所述非线性模型的非线性参数；
[0049]非线性信号获取模块，用于将所述非线性参数和所述远端信号相乘，获取非线性信号；
[0050]双通道参考信号获取模块，用于对所述非线性信号和所述第三信号进行拼接，得到双通道参考信号；
[0051]等效传播路径获取模块，用于基于所述双通道参考信号和所述第一信号，获取信号的传播路径；
[0052]回声干扰信号获取模块，用于对所述双通道参考信号和所述等效传播路径进行卷积，获取回声干扰信号；
[0053]回声消除模块，用于从所述第一信号中消除所述回声干扰信号，得到回声消除信号。
[0054]第三方面，本申请实施例提供了一种通信设备，包括：扬声器、参考麦克风、接收麦克风、振动传感器、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被所述处理器执行的计算机程序，所述参考麦克风紧邻所述扬声器设置，所述振动传感器紧邻所述接收麦克风设置，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的回声消除方法的步骤。
[0055]在本申请实施例中，通过利用紧邻扬声器设置的参考麦克风接收第二信号，利用紧邻接收麦克风的振动传感器接收第三信号，根据远端信号和第二信号获取用于反映扬声器的非线性特性的非线性信号，通过对非线性信号和第三信号进行拼接，得到结合了扬声器非线性特性和扬声器引起的设备震动信号的双通道参考信号，基于双通道参考信号和第一信号获取信号的传播路径，对双通道参考信号和等效传播路径进行卷积获取回声干扰信号，该回声干扰信号可以有效的反映远端信号传输过程中受到的回声干扰，通过从第一信号中消除该回声干扰信号，避免了由于扬声器失真和接收麦克风震动引起的接收失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回声消除方法，其特征在于，包括以下步骤：利用扬声器广播远端信号；获取接收麦克风的第一信号、参考麦克风的第二信号和振动传感器的第三信号；其中，所述参考麦克风紧邻所述扬声器设置，所述振动传感器紧邻所述接收麦克风设置；基于所述远端信号和所述第二信号，构建所述扬声器的非线性模型并获取所述非线性模型的非线性参数；将所述非线性参数和所述远端信号相乘，获取非线性信号；对所述非线性信号和所述第三信号进行拼接，得到双通道参考信号；基于所述双通道参考信号和所述第一信号，获取信号的传播路径；对所述双通道参考信号和所述等效传播路径进行卷积，获取回声干扰信号；从所述第一信号中消除所述回声干扰信号，得到回声消除信号。2.根据权利要求1所述的回声消除方法，其特征在于，所述获取回声干扰信号的步骤包括：按照以下方式，对所述双通道参考信号和所述等效传播路径进行卷积，获取回声干扰信号：其中，echo
I
(n)表示n时刻的回声干扰信号，X
I
(n
‑
k)表示第n
‑
k个双通道参考信号，表示第k个等效传播路径，K表示k的个数。3.根据权利要求1所述的回声消除方法，其特征在于，基于所述远端信号和所述第二信号构建所述扬声器的非线性模型的步骤包括：按照以下方式，构建扬声器的非线性模型：其中，h表示扬声器与参考麦克风之间回声路径系数，a
i
表示第i阶的模型系数，N为线性滤波器的阶数，K表示k的个数；获取所述非线性模型的非线性参数的步骤包括：构建N路线性滤波器，获取回声路径系数h1,...,h
N
；将所述回声路径系数代入所述扬声器的非线性模型中，按照以下方式，获取所述非线性模型的非线性参数：其中，i＝1,...,N，ρ
i
表示第i阶的非线性参数。4.根据权利要求1所述的回声消除方法，其特征在于，所述获取非线性信号的步骤包
括：按照以下方式，获取非线性信号：其中，X
N
表示非线性信号，ρ
i
表示第i阶非线性参数，X表示远端信号，N表示线性滤波器的阶数。5.根据权利要求1所述的回声消除方法，其特征在于，所述扬声器与功率放大器连接；在利用扬声器广播远端信号的步骤之前，还包括：接收远端信号并...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉香，
申请(专利权)人：广州创知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：