回声消除装置、回声消除方法、信号处理芯片及电子设备制造方法及图纸

一种回声消除装置、回声消除方法、信号处理芯片及电子设备，回声消除装置包括：语音端点检测模块(106)，用于检测近端数字语音信号中是否存在实际的回声数字语音信号；双端通话检测模块(108)，用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后检测双端通话概率以控制滤波器系数的更新；自适应滤波器(110)，用于根据所述滤波器系数以及远端数字语音信号生成估计的回声数字语音信号，以消除所述近端数字语音信号中所述实际的回声数字语音信号。回声消除装置中，自适应滤波器估计的回声数字语音信号比如和加法器输出的误差数字语音信号反馈回去控制双端通话检测模块检测双端通话概率，使得双端通话模块和自适应滤波器的相互制约，从而解决了自适应滤波算法中稳态失调量和收敛速度之间的矛盾，提高了双端通话检测模块的检测精度和滤波器的收敛性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回声消除装置、回声消除方法、信号处理芯片及电子设备
本申请实施例涉及信号处理
，尤其涉及一种回声消除装置、回声消除方法、信号处理芯片及电子设备。
技术介绍
回声消除目前是业内一大难题，从回声产生的途径有来看，除了环境原因产生的回声比如在免提通信系统中，由于扬声器的声音反馈到麦克风导致了回声，还包括网络传输延时所带来的回声。另外，还包括远端声音经过一重或者多重反射以后产生的间接回声。从回声消除的影响因素来看，不仅和通信系统终端设备的外部环境有关，还和运行通信系统的主机性能以及网络状况密切相关。而对于外部环境来说，其具体可以包括：麦克风和扬声器之间的相对距离、相对方向，扬声器与扬声器之间的相对距离以及方向，房间大小和房间墙壁材质等等。回声的存在会影响到语音的清晰度，因此通过声学回声消除(AEC,AcousticEchoCancellation)来改善语音通信质量。回声消除算法(AEC)是使用一个自适应滤波器模拟回声路径，通过自适应算法不断调整滤波器的系数，使其冲击响应和真实回声路径相逼近。再结合远端语音信号和滤波器得到估计的回声信号。然后，从麦克风的输入信号中减去估计的回声信号，从而达到消除回声的目的。但是，近端说话者语音信号的存在，会导致滤波器系数发散，从而影响回声消除的效果。因此，在现有技术的回声消除算法中必须要有双端通话检测(DoubleTalkDetection，DTD)。所谓双端通话是指麦克风采集的信号中既包括远端语音信号导致的回音，又包括近端说话者的语音信号。由于在回声消除过程中自适应滤波算法不可避免地将产生误调噪声，通过减小调整滤波器系数的更新步长即可减小算法的误调噪声，提高算法的收敛精度。但是滤波器系数更新步长的减小会降低算法的收敛速度和跟踪速度。因此，现有方案中固定步长的自适应滤波算法在收敛速度、跟踪速度和收敛精度等方面对算法调整因子的要求是相互矛盾的。另外，而且现有采用能量或相关的双端通话检测DTD算法，选取的判决门限通常固定不变，由此会存在漏检和虚警概率，从而降低了双端通话检测DTD检测精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例所解决的技术问题之一在于提供一种回声消除装置、回声消除方法、信号处理芯片及电子设备，用以克服现有技术中的上述缺陷。本申请实施例提供了一种回声消除装置，其包括：语音端点检测模块，用于检测近端数字语音信号中是否存在实际的回声数字语音信号；双端通话检测模块，用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后检测双端通话概率以控制滤波器系数的更新；自适应滤波器，用于根据所述滤波器系数以及远端数字语音信号生成估计的回声数字语音信号，以消除所述近端数字语音信号中所述实际的回声数字语音信号。可选地，在本申请的任一实施例中，所述语音端点检测模块进一步用于根据所述近端数字语音信号和所述远端数字语音信号的能量与预设的能量门限来比较，以检测所述近端数字语音信号中是否存在所述实际的回声数字语音信号。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于在所述语音端点检测模块检测结果表明所述近端数字语音信号中不存在所述实际的回声数字语音信号时不启动，使得所述滤波器系数按历史步长进行更新；或者，所述双端通话检测模块进一步用于在所述语音端点检测模块检测结果表明所述近端数字语音信号中存在所述实际的回声数字语音信号时启动以更新所述滤波器系数。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后通过估计的所述回声数字语音信号和估计的所述近端说话者的数字语音信号的估计能量检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后对所述估计能量进行平滑处理以根据所述平滑后的估计能量检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后通过估计的所述回声数字语音信号和估计的所述近端说话者的数字语音信号的所述估计能量确定分别不存在所述近端说话者的数字语音信号以及存在所述近端说话者的数字语音信号时存在所述近端数字语音信号的概率之比，以检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后对所述估计能量进行平滑处理以根据所述平滑后的估计能量确定分别不存在所述近端说话者的数字语音信号以及存在所述近端说话者的数字语音信号时存在所述近端数字语音信号的概率之比，以检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述分别不存在所述近端说话者的数字语音信号以及存在所述近端说话者的数字语音信号时存在所述近端数字语音信号的概率之比与所述双端通话概率成反比关系。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述双端通话概率确定步长更新因子，以根据所述步长更新因子确定所述滤波器系数的更新步长进而更新所述滤波器系数。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话概率与所述步长更新因子成非线性关系。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话概率的变化趋势与所述步长更新因子变化趋势相反。可选地，在本申请的任一实施例中，若所述近端数字语音信号中同时存在所述近端说话者的数字语音信号和所述实际的回声数字语音信号，所述双端通话概率的值为1，所述步长更新因子为0，则所述滤波器系数的所述更新步长减小以减缓所述滤波器系数或者停止所述滤波器系数的更新；若所述近端数字语音信号中不存在所述近端说话者的数字语音信号而只存在所述实际的回声数字语音信号，所述双端通话概率的值为0，所述步长更新因子为非0值，则所述滤波器系数的所述更新步长增加以加快所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述双端通话概率确定所述步长更新因子，以根据所述步长更新因子确定所述滤波器系数的所述更新步长，进而根据所述更新步长以及更新梯度进行所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述双端通话概率确定所述步长更新因子，以根据所述步长更新因子以及步长平滑量，确定所述滤波器系数的更新步长，进而根据所述更新步长以及所述更新梯度进行所述滤波器系数的更新。可选地，在本申请的任一实施例中，所述更新步长与所述步长更新因子成线性关系。可选地，在本申请的任一实施例中，所述滤波器系数与所述更新步长成线性关系。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：加法模块，用于从所述近端数字语音信号中减去估计的所述回声数字语音信号得到误差数字语音信号，以消除所述近端数字语音信号中所述实际的回声数字语音信号。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回声消除装置，其特征在于，包括：/n语音端点检测模块，用于检测近端数字语音信号中是否存在实际的回声数字语音信号；/n双端通话检测模块，用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后检测双端通话概率以控制滤波器系数的更新；/n自适应滤波器，用于根据所述滤波器系数以及远端数字语音信号生成估计的回声数字语音信号，以消除所述近端数字语音信号中所述实际的回声数字语音信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种回声消除装置，其特征在于，包括：
语音端点检测模块，用于检测近端数字语音信号中是否存在实际的回声数字语音信号；
双端通话检测模块，用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后检测双端通话概率以控制滤波器系数的更新；
自适应滤波器，用于根据所述滤波器系数以及远端数字语音信号生成估计的回声数字语音信号，以消除所述近端数字语音信号中所述实际的回声数字语音信号。


根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述语音端点检测模块进一步用于根据所述近端数字语音信号和所述远端数字语音信号的能量与预设的能量门限来比较，以检测所述近端数字语音信号中是否存在所述实际的回声数字语音信号。


根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述双端通话检测模块进一步用于在所述语音端点检测模块检测结果表明所述近端数字语音信号中不存在所述实际的回声数字语音信号时不启动，使得所述滤波器系数按历史步长进行更新；或者，所述双端通话检测模块进一步用于在所述语音端点检测模块检测结果表明所述近端数字语音信号中存在所述实际的回声数字语音信号时启动以更新所述滤波器系数。


根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后通过估计的所述回声数字语音信号和估计的所述近端说话者的数字语音信号的估计能量检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。


根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后对所述估计能量进行平滑处理以根据所述平滑后的估计能量检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。


根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后通过估计的所述回声数字语音信号和估计的所述近端说话者的数字语音信号的所述估计能量确定分别不存在所述近端说话者的数字语音信号以及存在所述近端说话者的数字语音信号时存在所述近端数字语音信号的概率之比，以检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。


根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述双端通话检测模块进一步用于根据所述语音端点检测模块的检测结果决定是否启动，并在启动后对所述估计能量进行平滑处理以根据所述平滑后的估计能量确定分别不存在所述近端说话者的数字语音信号以及存在所述近端说话者的数字语音信号时存在所述近端数字语音信号的概率之比，以检测所述双端通话概率进而控制所述滤波器系数的更新。


根据权利要求6或7所述的装置，其特征在在于，所述分别不存在所述近端说话者的数字语音信号以及存在所述近端说话者的数字语音信号时存在所述近端数字语音信号的概率之比与所述双端通话概率成反比关...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文凯，王鑫山，李国梁，郭红敬，朱虎，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44