[发明专利]残留回声的检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及语音通信领域，特别涉及残留回声的检测方法及装置。

背景技术

在语音通信系统中，远端输入信号到达本地信号接收设备后，经过本地信号接收设备的处理到达听筒，在此过程中经常会产生回声。现有技术中，通常采用声学回声消除器来消除回声，该声学回声消除器会涉及到自适应滤波器，双端检测和残留回声抑制，如图1所示。

通常，声学回声消除器应用自适应滤波器合成回声，根据误差信号自适应的调节滤波器系数，消除线性回声。自适应滤波后，y(n)中仍残留部分回声，这主要因为：

1)自适应滤波器在初始收敛、回声路径改变后重新收敛过程中，滤波器未达稳定状态时，所产生的回声。

2)即使在滤波器稳定状态，也会由于基于算法复杂度考虑，滤波器长度小于回声路径所产生的回声；以及为加快收敛速度牺牲跟踪准确性等因素所产生的回声。

3)自适应滤波器只能消除线性回声，但在实际通讯环境中，回声传输路径中，麦克风、喇叭、硬件放大器、A/D、D/A等器件的非线性失真，都会带来非线性回声。

由此可见，残留回声抑制是声学回声消除必不可少的一部分。残留回声抑制主要负责进一步消除回声，包括非线性回声及自适应滤波器未消除的线性回声。残留回声抑制的基础是残留回声的检测。只有准确的检测到当前帧是否包含残留回声，才可进行残留回声的抑制。

现有技术中，通常的残留回声检测方法通过比较检测量ξ和预先设置的门限T来确定是否存在残留回声，具体步骤如下：

1)利用一些已知信号产生检测统计量ξ，如远端输出信号，近端输入信号，自适应滤波后信号等。

2)检测统计量ξ同预设门限T进行比较，一旦有T<ξ，就判定存在残留回声。

3)一旦被判定当前帧为残留回声帧，将在Thold时间内，进行残留回声抑制。

4)Thold时间过后，若T≥ξ则，停止残留回声抑制，直至再次出现T<ξ。

目前，常见残留回声统计量包括以下三种计算方法：

1)应用自适应滤波器输入、输出的短时能量比作为残留回声检测量；

2)应用远端输出信号与近端自适应滤波后信号的相关系数作为残留回声检测量；

3)应用远端输出信号与近端自适应滤波后信号的全频带相干系数作为残留回声检测量。

方法1和方法2在近端背景噪声较小的情况下，可以准确检测到残留回声；随着近端背景噪声的增加，残留回声检测的准确性逐渐降低。方法3较前两种方法抗干扰能力有所增加，但运算复杂度较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种残留回声的检测方法及装置，使得对残留回声的检测具有较强抗干扰能力，也降低了复杂度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种残留回声的检测方法，包含以下步骤：

A．对当前帧的远端语音信号及近端语音的自适应滤波后信号分别进行短时语音分析，得到所述远端语音信号的频域信号和所述近端语音的自适应滤波后信号的频域信号；

B．提取预设频段的频域信号；其中，所述预设频段根据语音频谱统计特性预先确定；

C．根据所述预设频段的频域信号，计算得到残留回声检测统计量；

D．比较所述残留回声检测统计量与预设限值，如果所述残留回声检测统计量大于所述门限值，则判定当前帧存在残留回声。

本发明的实施方式还提供了一种残留回声的检测装置，包含：短时语音分析模块、预设频段频域信号提取模块、检测统计量计算模块和残留回声确定模块；

所述短时语音分析模块用于对当前帧的远端语音信号及近端语音的自适应滤波后信号分别进行短时语音分析，得到所述远端语音信号的频域信号和所述近端语音的自适应滤波后信号的频域信号；

所述预设频段频域信号提取模块用于提取预设频段内频域信号；其中，所述预设频段根据语音频谱统计特性预先确定；

所述检测统计量计算模块用于根据所述预设频段的频域信号，计算得到残留回声检测统计量；

所述残留回声确定模块用于比较所述残留回声检测统计量与预设的门限值，并在所述残留回声检测统计量大于所述门限值时，判定当前帧存在残留回声。