【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音频信号处理，尤其是涉及一种基于扩展器的残留回声抑制方法及系统。
技术介绍
1、在语音通信系统中，由于硬件环路或者声学环路的存在，会导致远端语音信号被再次传回近端，形成令人难以接受的回声现象。因此现代通信系统往往会采用回声消除器来抑制回声。然而，实际应用中由于非线性失真、噪声等因素，回声消除器并不能完全消除回声，往往会存在一些残留回声。这些残留回声不仅影响通话质量，而且会引入噪声和失真，降低语音的可理解性。
2、例如公开号为cn103718538a的中国专利技术专利公开了一种基于频域的回声消除的方法。其在非线性回声抑制部分，在计算得到当前帧的各个子频带的抑制因子后，该方法提出了对抑制因子进行升序排列，取其上四分位数作为上限阈值，以此来约束抑制因子的上限，达到减小信号中的残留回声的目的。然而，当近端语音和残留回声混合在一起时，例如在双工通话场景下，并且语音能量较弱时，该方法可能会将近端语音一同抑制，导致语音的不连续，进而影响通话质量。在其公开的算法方案中，当同时出现语音和残留回声时，仅语音存在的子频带的抑制因子接近于1，同时存在语音和残留回声的子频带的抑制因子介于0～1之间，仅残留回声存在的子频带抑制因子接近于0。当上四分位数出现在语音子频带中时，此时语音不会被明显抑制，听感上语音能量平稳舒适；当上四分位数出现在语音和残留回声同时存在的子频带中时，此时语音被抑制的程度随着语音能量的减小而增大，语音能量平稳度存在波动；当上四分位数出现在残留回声所在的子频带中时，上述算法会对语音进行明显的抑制，此时语音断续明
3、现有技术中虽然也存在对抑制因子做各种后处理，但通常采用固定分位数作为上限阈值来约束整个频带的抑制因子数值，这样做仍然会出现语音失真、幅值衰减等问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种基于扩展器的残留回声抑制方法及系统，针对双工通话场景设置双模式残留回声抑制模型，最大限度地保留语音信号，避免语音断续，提升通话质量和用户体验。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于扩展器的残留回声抑制方法，所述方法包括：
3、步骤s1、将采集到的音频信号转换为第一频域信号；
4、步骤s2、计算第一频域信号中各个子频带的抑制因子，所述抑制因子基于远端信号、近端信号之间的相关性计算得到；
5、步骤s3、执行后处理程序，计算全频带的残留回声抑制损失比，判断所述残留回声抑制损失比数值是否超过一预设阈值，若是，则进入步骤s4，否则，进入步骤s5；
6、步骤s4、进入回声抑制模式，将各个子频带的抑制因子输入到一个向下扩展器中进行处理，再将处理得到的值输入到一个向上扩展器中进行再处理，得到各个子频带的抑制因子作为后处理程序的输出；
7、步骤s5、进入语音模式，对各个子频带的抑制因子不做处理，直接作为后处理程序的输出；
8、步骤s6、采用后处理程序输出的各个子频带的抑制因子对各自子频带的第一频域信号进行处理，得到第二频域信号；
9、步骤s7、将所述第二频域信号转换成时域信号输出。
10、进一步的，所述步骤s2中的抑制因子计算公式具体如下：
11、
12、其中，d表示近端信号，x表示远端信号，sk[n]表示第n帧在频率子频带k处的抑制因子，pdk[n]是第n帧在频率子频带k处的近端信号功率谱，pxk[n]是第n帧在频率子频带k处的远端信号功率谱，pdxk[n]是第n帧在频率子频带k处的近端与远端信号互功率谱，是pdxk[n]的转置共轭；
13、所述近端信号功率谱、远端信号功率谱和近端与远端信号互功率谱的计算方式分别如下：
14、
15、其中，dk[n]是第n帧在频率子频带k处的近端频域信号,是dk[n]的转置共轭，λ＝0.92为平滑因子，xk[n]是第n帧在频率子频带k处的远端频域信号，是xk[n]的转置共轭。
16、进一步的，所述残留回声抑制损失比计算公式为：
17、
18、其中，erle_total[n]为第n帧的残留回声抑制损失比，m是频域子频带数量，sk[n]表示第n帧在频率子频带k处的抑制因子。
19、进一步的，所述向下扩展器和向上扩展器两个扩展器均采用如下计算公式：
20、
21、其中，sk[n]表示输入到扩展器的第n帧在频率子频带k处的抑制因子，表示经扩展器处理后得到的第n帧在频率子频带k处的抑制因子，t是扩展器的阈值，[t-w/2,t+w/2]为软拐点区间，r为扩展器的压缩比，w为扩展器的软拐点；
22、所述向上扩展器的输入为步骤s2计算得到的抑制因子，所述向下扩展器的输入为向下扩展器的输出；
23、所述向下扩展器的参数分别设置为t1＝0.8，r1＝1.6，w1＝0.2，所述向上扩展器的参数分别设置为t2＝0，r2＝0，w2＝-0.3。
24、进一步的，所述方法还包括根据历史数据集动态调整扩展器的触发时间和释放时间，在步骤s7之前还包括对后处理程序输出的抑制因子进行平滑处理，所述平滑处理具体过程如下：
25、当时,
26、
27、当时,
28、
29、其中ssk[n]为经平滑处理后的第n帧在频率子频带k处的抑制因子,为经后处理程序得到的第n帧在频率子频带k处的抑制因子，γr和γa为平滑系数，且平滑系数γr和γa的取值如下：
30、
31、其中，ta为触发时间，tr为释放时间,fs为采样率。
32、进一步的，所述方法还包括设置增益补偿模块对第二频域信号进行增益补偿处理。
33、第二方面，本专利技术提供了一种基于扩展器的残留回声抑制系统，所述系统包括：
34、输入模块，用于将采集到的音频信号转换为第一频域信号；
35、抑制因子计算模块，用于计算第一频域信号中各个子频带的抑制因子，所述抑制因子基于远端信号、近端信号之间的相关性计算得到；
36、后处理模块，用于执行后处理程序，计算全频带的残留回声抑制损失比，判断所述残留回声抑制损失比数值是否超过一预设阈值，若是，则执行回声抑制模式模块，否则，执行语音模式模块；
37、回声抑制模式模块，用于进入回声抑制模式，将各个子频带的抑制因子输入到一个向下扩展器中进行处理，再将处理得到的值输入到一个向上扩展器中进行再处理，得到各个子频带的抑制因子作为后处理程序的输出；
38、语音模式模块，用于进入语音模式，对各个子频带的抑制因子不做处理，直接作为后处理程序的输出；
39、信号处理模块，用于采用后处理程序输出的各个子频带的抑制因子对各自子频带的第一频域信号进行处理，得到第二频域信号；
40、输出模块，用于将所述第二频域信号转换成时域信号输出。
41、进一步的，所述抑制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述步骤S2中的抑制因子计算公式具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述残留回声抑制损失比计算公式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述向下扩展器和向上扩展器两个扩展器均采用如下计算公式：
5.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述方法还包括根据历史数据集动态调整扩展器的触发时间和释放时间，在步骤S6之前还包括对后处理程序输出的抑制因子进行平滑处理，所述平滑处理具体过程如下：
6.一种基于扩展器的残留回声抑制系统，其特征在于：所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于扩展器的残留回声抑制系统，其特征在于：所述抑制因子计算模块中的抑制因子计算公式具体如下：
8.根据权利要求6所述的一种基于扩展器的残留回声抑制系统，其特征在于：所述残留回声抑制
9.根据权利要求6所述的一种基于扩展器的残留回声抑制系统，其特征在于：所述向下扩展器和向上扩展器两个扩展器均采用如下计算公式：
10.根据权利要求6所述的一种基于扩展器的残留回声抑制系统，其特征在于：所述方法还包括根据历史数据集动态调整扩展器的触发时间和释放时间，在信号处理模块之前还包括平滑处理模块，用于对后处理程序输出的抑制因子进行平滑处理，所述平滑处理具体过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述步骤s2中的抑制因子计算公式具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述残留回声抑制损失比计算公式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述向下扩展器和向上扩展器两个扩展器均采用如下计算公式：
5.根据权利要求1所述的一种基于扩展器的残留回声抑制方法，其特征在于：所述方法还包括根据历史数据集动态调整扩展器的触发时间和释放时间，在步骤s6之前还包括对后处理程序输出的抑制因子进行平滑处理，所述平滑处理具体过程如下：
6.一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦辉，薛建清，陈东敏，
申请(专利权)人：福建星网智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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