专利名称：回声消除方法、系统和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及回声消除方法、系统和装置。
背景技术：
在语音通信系统中常常由于扬声器和麦克风相耦合而产生回声。为提高语音通信系统的性能，回声消除成为语音通信领域中一个重要课题。然而，在语音通信系统中，双端发声问题成为回声消除的瓶颈。
所谓双端发声，其具体为在免提双向通话的情境下，双端同时发生讲话，这就相当于向自适应滤波器输入了噪声，影响自适应滤波器的正常更新，导致自适应滤波器的滤波系数发散，进而导致对端能听到自己的回声，通话体验不佳。该双端发声产生的原因是由自适应滤波器受到近端说话人的声音以及背景噪声的干扰而产生的。
基于此，现有的回声消除方法为对双端发声进行检测，在检测到双端发声时停止迭代更新自适应滤波器的滤波系数，以避免该自适应滤波器的滤波系数发散。
在现有的回声消除方法中，最具有代表性的回声消除算法就是归一化最小均方误差(NLMS formalized Least-Mean-Square)算法。
在NLMS算法中，自适应滤波器的滤波系数通过下式表示 +1) = w( ) + j-^-pe{n)x{n)；(公式丄) 在公式1中，+ 表示自适应滤波器在当前采样时刻n+1的滤波系数，为矢量， = Vi( )f ‘ ^为自适应滤波器的迭代步长，变化范围为0至2，e(n)
表示回声消除后的残差信号，I X (η) ι I2表示远端信号的能量，χ (η)表示远端信号，为矢量， 具体可通过下式表示 χ (η) = [χ0 (η), X1 (η)，…，Xn^1 (η)]τ = [χ (η), χ(η_1)，...，χ(η_Ν+1)]τ (公式2) 在公式2中，N为自适应滤波器的阶数。
当检测到有双端发声时，就将上述公式1中的μ调整到很小或直接赋0，这样就可以停止自适应滤波器滤波系数的更新，避免了自适应滤波器的滤波系数由于近端人说话声音以及背景噪声的干扰而发散。
在现有的回声消除方法中，最常用的双端发声检测方法为能量比较法和相关计算法。下面分别对这两种方法进行描述。
能量比较法 所谓能量比较法，其主要是基于回声消除前近端信号的能量和回声消除后残差信号的能量进行双端发声检测，具体可表示为利用回声消除前近端信号的能量和回声消除后残差信号的能量计算回音往返损耗增强(ERLE)，判断该计算的ERLE与预先设定的阈值 ERLEopt之间的关系，如果前者小于或等于后者，则确认检测到双端发声，否则，确认未检测到双端发声。
其中，ERLE可通过下式确定
权利要求
1.一种回声消除方法，其特征在于，该方法包括A，将输入的时域信号划分成M个子信号，所述子信号为子带信号，或者为频域信号，所述M为大于1的正整数；B，针对每一子信号，利用该子信号在当前采样时刻的远端信号能量和误差信号能量、 以及上一个采样时刻采用的滤波系数设置自适应滤波器在当前采样时刻采用的滤波系数， 按照设置的滤波系数在所述当前采样时刻对该子信号进行回声消除处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述将输入的时域信号划分成 M个子信号包括利用设定的分析滤波器组将输入的时域信号划分成经过降采样处理的M个子信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中的设置包括Bi，为所述当前采样时刻采用的滤波系数确定更新项，所述更新项的分母包含所述远端信号能量和误差信号能量，将所述更新项和上一个采样时刻采用的滤波系数组成所述当前采样时刻采用的滤波系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤Bl通过下式实现
其中，η+1为当前采样时刻，
为当前采样时刻采用的滤波系数 )为上一个采样时刻采用的滤波系数，^为所述当前采样时刻采用的滤波系数的更新项，i为所述子信号的标识，X' i(n)为子信号中的远端信号，乂为远端信号能量，Ni为所述自适应滤波器的阶数，Pi为所述自适应滤波器的迭代步长，e' ,(η)为子信号中的误差信号，代Ι2,为子信号中误差信号的能量，c为用于调节误差信号的比例权重。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，不同子信号采用不同或者相同的自适应滤波器。
6.一种回声消除系统，其特征在于，该系统包括划分装置和至少一个自适应滤波器； 其中，所述划分装置用于将输入的时域信号划分成M个子信号，并将每一子信号提供给用于对该子信号进行回声消除处理的自适应滤波器；其中，所述子信号为子带信号，或者为频域信号，所述M为大于1的正整数；每一自适应滤波器包括系数设置单元和回声消除单元，其中，所述系数设置单元用于接收到所述划分装置提供的每一子信号后，利用该子信号在当前采样时刻的远端信号能量和误差信号能量、以及上一个采样时刻采用的滤波系数设置自身所在的自适应滤波器在当前采样时刻采用的滤波系数；所述回声消除单元用于按照所述系数设置单元设置的滤波系数在所述当前采样时刻对该子信号进行回声消除处理。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述划分装置对划分的每一子信号进行降采样处理，提供降采样处理后的每一子信号给用于对该子信号进行回声消除处理的自适应滤波器。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系数设置单元为所述当前采样时刻采用的滤波系数确定更新项，将所述更新项和上一个采样时刻采用的滤波系数组成所述当前采样时刻采用的滤波系数；其中，所述更新项的分母包含所述远端信号能量和误差信号能量°
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系数设置单元按照下式O + l)= w；{ ) + n ^2 )e；.( )χ,.设置当前采样时刻采用的滤波系数;‘ x i e i其中，n+1为当前采样时刻 ( + 1)为当前采样时刻采用的滤波系数 )为上一μ, ,个采样时刻采用的滤波系数，为所述当前采样时刻采用的滤波系数的更新项，i为所述子信号的标识，x' Jn)为子信号中的远端信号，乂 2|为远端信号能量，Ni为自适应滤波器的阶数，Pi*自适应滤波器的迭代步长，e' ,(η)为子信号中的误差信号，乂 2为子信号中误差信号的能量，c为用于调节误差信号的比例权重。 。1
10.一种自适应滤波器，其特征在于，该自适应滤波器包括系数设置单元，用于针对接收到每一子信号，利用该子信号在当前采样时刻的远端信号能量和误差信号能量、以及上一个采样时刻采用的滤波系数设置所述自适应滤波器在当前采样时刻采用的滤波系数；所述子信号为子带信号，或者为频域信号；回声消除处理单元，用于按照所述系数设置单元设置的滤波系数在所述当前采样时刻对该子信号进行回声消除处理。
全文摘要
本发明提供了回声消除方法、系统和装置。其中，该方法包括A，将输入的时域信号划分成M个子信号，所述子信号为子带信号，或者为频域信号，所述M为大于1的正整数；B，针对每一子信号，利用该子信号在当前采样时刻的远端信号能量和误差信号能量、以及上一个采样时刻采用的滤波系数设置自适应滤波器在当前采样时刻采用的滤波系数，按照设置的滤波系数在所述当前采样时刻对该子信号进行回声消除处理。采用本发明，能够提高回声消除效果。
文档编号H04M9/08GK102185991SQ20111004886
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者封伶刚 申请人:杭州华三通信技术有限公司