本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回聲消除系統(tǒng)及回音消除方法。

背景技術(shù)：

回聲消除器通常由濾波器和算法組成，根據(jù)具體應(yīng)用和性能要求的不同可以有多種選擇。

濾波器有FIR(有限長(zhǎng)度沖激晌應(yīng))濾波器和IIR(無限長(zhǎng)度沖激響應(yīng))濾波器兩種，在系數(shù)個(gè)數(shù)相同的條件下，IIR濾波器比FIR濾波器可以獲得更好收斂性，但是IIR濾波器存在穩(wěn)定性問題，因此實(shí)際中一般選用FIR濾波器。

回聲消除的基本原理是用一個(gè)自適應(yīng)濾波器模擬回聲路徑，通過調(diào)整自適應(yīng)濾波器預(yù)測(cè)的回聲路徑，仗其沖激響應(yīng)與實(shí)際回聲路徑相逼近，從而得到回聲預(yù)測(cè)信號(hào)，再將預(yù)測(cè)信號(hào)從話筒〈近端)采樣的語音信號(hào)中減去.即可實(shí)現(xiàn)回聲消除。

由于回聲是一個(gè)連續(xù)變量，所以根據(jù)上一次誤差調(diào)整系數(shù)來對(duì)下一次回聲估計(jì)的方法，可以有效地達(dá)到盡量使得估計(jì)值接近實(shí)際回聲值的效果。

雖然許多自適應(yīng)算法理論上用于實(shí)現(xiàn)回聲抵消都是可行的，但在大多數(shù)情況下，簡(jiǎn)單、穩(wěn)健的算法比復(fù)雜的算法更可取。

因此，如何減少算法的計(jì)算復(fù)雜度，盡可能地降低算法計(jì)算量，是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直需要考慮解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種回聲消除系統(tǒng)及回音消除方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種回聲消除系統(tǒng)，包括

信號(hào)采集單元，用于獲取當(dāng)前時(shí)刻的近端信號(hào)s(i)和遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)；

直流偏離去除單元，用于去除近端信號(hào)s(i)的直流偏量，其去除直流偏量的計(jì)算公式為：

其中，γ表示濾波，sdC(i)表示近端輸入樣本的線性表示；

回聲信號(hào)估計(jì)單元，用于計(jì)算估計(jì)回聲信號(hào)回聲信號(hào)的估算公式為：其中，αk為誤差調(diào)整系數(shù)，K為采樣項(xiàng)；

近端輸出信號(hào)計(jì)算單元，用于計(jì)算近端輸出信號(hào)u(i)，近端輸出信號(hào)的計(jì)算公式為：

誤差量計(jì)算單元，用于計(jì)算誤差量e(i)，誤差量的計(jì)算公式為：r(i)為實(shí)際回聲；

信號(hào)更新單元，用于更新遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)和近端輸出信號(hào)u(i),并歸一化近端輸出信號(hào)u(i)；

系數(shù)更新單元，用于更新誤差調(diào)整系數(shù)，其計(jì)算公式為：其中，Ly(i)為y(i)絕對(duì)值的長(zhǎng)期平均值，β1為步長(zhǎng)常數(shù)的折中值，M為塊長(zhǎng)度。

所述直流偏離去除單元為高通濾波器，該高通濾波器為一階濾波器，頻率為3dB，頻率為160Hz。

一種回音消除方法，具體包括如下步驟：

a.獲取近端信號(hào)s(i)和遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)，其中i表示當(dāng)前瞬時(shí)；

b.對(duì)近端信號(hào)s(i)通過高通濾波器以去除任何殘余的直流偏移量，其計(jì)算公式為：

其中，γ表示濾波，sdC(i)表示近端輸入樣本的線性表示；

c.通過FIR濾波器程序，計(jì)算估計(jì)回聲信號(hào)其計(jì)算公式為：其中，αk為誤差調(diào)整系數(shù)，K為采樣項(xiàng)；

d.計(jì)算近端輸出信號(hào)u(i)，其計(jì)算公式為：

e.計(jì)算誤差量e(i)，其計(jì)算公式為：其中，r(i)為實(shí)際回聲；

f.更新估算遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)和近端輸出信號(hào)u(i),歸一化近端輸出信號(hào)u(i)；

g.更新FIR濾波器系數(shù)αk，其計(jì)算公式為：

其中，Ly(i)為y(i)絕對(duì)值的長(zhǎng)期平均值，β1為步長(zhǎng)常數(shù)的折中值，M為塊長(zhǎng)度。

采用高通濾波器對(duì)近端信號(hào)s(i)進(jìn)行直流偏量去除，高通濾波器為一階濾波器，γ為一階濾波，γ＝2^(-3)。

所述塊長(zhǎng)度取16，即M＝16。

所述采樣項(xiàng)取128，即K＝128。

步驟e中，采用閉環(huán)系數(shù)自適應(yīng)算法來最小化回波與其復(fù)制品之間的平均或均方誤差e(i)。

當(dāng)近端沒有說話，s(i)近似為r(i)時(shí)，才進(jìn)行FIR濾波器系數(shù)αk的更新。

本發(fā)明的有益效果是：上述方案的基本思路在于濾波器的每一個(gè)系數(shù)經(jīng)過M個(gè)輸入樣點(diǎn)才更新一次，而每輸入一個(gè)樣點(diǎn)時(shí)更新全部系數(shù)的1/M，從而大大減少了算法的計(jì)算復(fù)雜度，降低算法計(jì)算量，達(dá)到收斂速度快、穩(wěn)定性好和失調(diào)誤差小的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例回聲消除系統(tǒng)連接框圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例回聲消除方法流程框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種回聲消除系統(tǒng)，包括信號(hào)采集單元、直流偏離去除單元、回聲信號(hào)估計(jì)單元、近端輸出信號(hào)計(jì)算單元、誤差量計(jì)算單元、信號(hào)更新單元、系數(shù)更新單元。

所述信號(hào)采集單元用于采集獲取近端信號(hào)s(i)和遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)。

所述直流偏離去除單元為高通濾波器，該高通濾波器為一階濾波器，頻率為3dB，頻率為160Hz，與信號(hào)采集單元連接，用于去除近端信號(hào)s(i)的直流偏量，其去除直流偏量的計(jì)算公式為：

其中，γ表示一階濾波，γ＝2^(-3)，sdC(i)表示近端輸入樣本的線性表示，

所述回聲信號(hào)估計(jì)單元用于計(jì)算估計(jì)回聲信號(hào)回聲信號(hào)的估算公式為：其中，αk為誤差調(diào)整系數(shù)，K為采樣項(xiàng)；

所述近端輸出信號(hào)計(jì)算單元用于計(jì)算近端輸出信號(hào)u(i)，近端輸出信號(hào)的計(jì)算公式為：

所述誤差量計(jì)算單元用于計(jì)算誤差量e(i)，誤差量的計(jì)算公式為：r(i)為實(shí)際回聲。

所述信號(hào)更新單元用于更新遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)和近端輸出信號(hào)u(i),歸一化近端輸出信號(hào)u(i)；

所述系數(shù)更新單元用于更新誤差調(diào)整系數(shù)，其計(jì)算公式為：其中，Ly(i)為y(i)絕對(duì)值的長(zhǎng)期平均值，β1為步長(zhǎng)常數(shù)的折中值，M為塊長(zhǎng)度。

如圖2所示，一種回音消除方法，具體包括如下步驟：

a.獲取當(dāng)前的近端信號(hào)s(i)和遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)，其中i表示當(dāng)前瞬時(shí)時(shí)刻。

b.對(duì)近端信號(hào)s(i)通過高通濾波器以去除任何殘余的直流偏移量，高通濾波器是一階濾波器，頻率為3dB，頻率為160Hz，具體公式為：

上述公式中，，γ表示一階濾波，γ＝2^(-3)，sdC(i)表示近端輸入樣本的線性表示。

c.通過FIR濾波器程序，回聲信號(hào)進(jìn)行計(jì)算估計(jì)，具體公式為：

其中，αk為FIR濾波器系數(shù)，K為采樣項(xiàng)，K的值一般為128。

d.計(jì)算近端輸出信號(hào)u(i)，其具體計(jì)算公式為：

e.采用閉環(huán)系數(shù)自適應(yīng)算法來最小化回波與其復(fù)制品之間的平均或均方誤差e(i)，其具體計(jì)算公式為：r(i)為實(shí)際回聲。

f.更新估算遠(yuǎn)端信號(hào)y(i)和近端輸出信號(hào)u(i),歸一化近端輸出信號(hào)u(i)。

g.更新FIR濾波器系數(shù)αk，其具體計(jì)算公式為：

其中，Ly(i)為y(i)絕對(duì)值的長(zhǎng)期平均值，β1為步長(zhǎng)常數(shù)的折中值，M為塊長(zhǎng)度，M的值一般取16。

通常實(shí)際回聲r(shí)(i)是未知的并且可能隨時(shí)間緩慢變化，因此需要閉環(huán)系數(shù)自適應(yīng)算法來使在特定的情況下才能計(jì)算,當(dāng)近端沒有說話時(shí)，s(i)近似為r(i)時(shí)，FIR濾波器系數(shù)αk更新。

上述方案的基本思路在于濾波器的每一個(gè)系數(shù)經(jīng)過M個(gè)輸入樣點(diǎn)才更新一次，而每輸入一個(gè)樣點(diǎn)時(shí)更新全部系數(shù)的1/M，從而大大減少了算法的計(jì)算復(fù)雜度，降低算法計(jì)算量，達(dá)到收斂速度快、穩(wěn)定性好和失調(diào)誤差小的效果。

各位技術(shù)人員須知：雖然本發(fā)明已按照上述具體實(shí)施方式做了描述，但是本發(fā)明的發(fā)明思想并不僅限于此發(fā)明，任何運(yùn)用本發(fā)明思想的改裝，都將納入本專利專利權(quán)保護(hù)范圍內(nèi)。

總結(jié)

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