[发明专利]一种实现回声消除的方法、系统及装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种实现回声消除的方法、系统及装置。

背景技术

通常来说，回声是指被声波反射返回或重复的声音或者是信号的反射使得它又返回到说话者。回声可分为两种，一种是有益的回声，它持续的时间很短并且电平很低，听起来比较自然，比如，房间里短时间的正常反射、电话机一侧的声音、音响回声等；另一种是干扰性的回声，它延迟的时间长，电平较高，这种回声可能会引起反馈，并严重影响说话人和听者，比如，电话回声、音频会议中的侧音等，这种回声是需要消除的回声。

目前，通用的声学回声的消除方法有以下几种：

(1)周围环境的处理

根据声学回声的产生的机理，声学回声最简单的控制方法是改善扬声器的周围环境，尽量减少扬声器播放声音的反射。例如，可以在周围的墙壁上附加一层吸音材料，或增加一层衬垫以增加散射，理想的周围环境是其回响时间或声音衰减60dB所需要的时间(RT-60)在300ms～600ms之间。因为这样的环境一方面可以控制反射，又可以不会使讲话者感到不适。这种方法可以有效地抑制间接声学回声，但却不能消除直接声学回声。

(2)采用回声抑制器

回声抑制器是一种非线性的回声消除。其基本原理是通过采用一个简单的比较器将接收到准备由音频输出设备，如扬声器，播放的声音与当前音频输入设备，如话筒，拾取的声音的电平进行比较。如果前者高于某个阈值，那么就允许传至音频输出设备，而关闭音频输入设备，以阻止它拾取音频输出设备播放的声音而引起远端回声。如果音频输入设备拾取的声音电平高于某个阈值，则禁止音频输出设备的播放，以达到消除回声的目的。由于回声抑制是一种非线性的回声控制方法，会引起音频输出设备播放的不连续，从而影响音频输出设备的播放质量。

(3)声学回声消除器(AEC：Acoustic Echo Chancellor)

AEC是对输出的信号与由它产生的多路径回声的相关性为基础，建立远端信号的语音模型，利用它对回声进行估计，并不断地修改滤波器的系数，使得估计值更加逼近真实的回声。然后，将回声估计值从音频输入设备的输入信号中减去，从而达到消除回声的目的，AEC还将音频输入设备的输入与音频输出设备以前的输出值相比较，从而消除延长或延迟的多次反射的声学回声。根椐存储器存放的以前的音频输出设备的输出值的多少，AEC可以消除各种延迟的回声。

下面结合图1，对现在的AEC的回声消除原理进行说明。

图1中来自远端的声音信号，通过近端的音频输出设备，即扬声器，放出，被音频输入设备，即麦克风，采集到后传回远端，此时，远端的说话人就能听到自己的回声。为了避免这种现象，需要将扬声器输出的音频信号在麦克风侧消除，使麦克风录入的音频信号源只有原本需要录入的音频信号。

由于从音频输出设备到音频输入设备的声学回路是未知，而且该声学回路也是实时变化的，因而，在AEC中采用自适应滤波器(Adaptive Filter)的反馈回路来实现对扬声器到麦克风的声学回路的模拟。自适应滤波器W(n)以最小化残余回声e为目标，通过自适应地调整滤波器系数来跟踪扬声器到麦克风的声学回路g(n)，将采集到的音频数据u转换为麦克风接收到的回声d的预测值y，当W(n)准确的跟踪到g(n)时，y非常接近d，从而使e＝d-y趋向于0，从而实现消除回声的作用。

当音频输入设备与音频输出设备的音频采样频率不一致时，自适应滤波器可根据这两者之间的差异调节自身参数，使输出的音频数据y与音频输入设备接收到的回声d的采样频率一致，以达到消除回声的效果。现在技术中是自适应滤波器是根据音频设备的额定采样频率进行调节，但实际工作中，因为环境因素或音频设备所采用的设备的原因，音频设备的实际采样频率与其额定采样频率不一致，这样可能会导致自适应滤波器调节的准确度不高，进而影响AEC回声消除的功能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种回声消除的实现方法，用以解决现有回声消除系统中自适应滤波器调节的准确度不高的问题。

本发明实施例提供的一种回声消除的实现方法，应用于包括自适应滤波器、音频输出设备和音频输入设备的系统中，并且在所述音频输入设备端加载有回声消除模块，包括：

在音频播放时，采集播放的音频数据，根据播放音频数据的实际音频采样频率和录入音频数据的实际音频采样频率之间的差异，对所采集的音频数据进行调节，得到调节后的音频数据；

根据所述调节后的音频数据进行回声消除。