[发明专利]用于多通道干扰消除的装置和方法

说明书

一种用于在包括两个或多个接收音频通道的接收音频信号中进行多通道干扰消除以获得包括两个或多个修改音频通道的修改音频信号的装置。该装置包括第一滤波器单元(112)，其被配置为根据参考信号来生成第一干扰信号的第一估计。此外，该装置包括第一干扰消除器(114)，其被配置为根据第一干扰信号的第一估计从两个或多个接收音频通道中的第一接收音频通道来生成两个或多个修改音频通道中的第一修改音频通道。此外，该装置包括第二滤波器单元(122)，其被配置为根据第一干扰信号的第一估计来生成第二干扰信号的第二估计。此外，该装置包括第二干扰消除器(124)，其被配置为根据第二干扰信号的第二估计从两个或多个接收音频通道中的第二接收音频通道来生成两个或多个修改音频通道中的第二修改音频通道。

技术领域

本发明涉及音频信号处理，特别地，涉及用于降低多通道干扰消除的复杂度和用于低复杂度多通道干扰消除的装置和方法。

背景技术

现代免提通信设备采用多个麦克风信号，用于例如语音增强、房间几何结构推断或自动语音识别。这些设备包括语音激活助手、智能家居设备和智能扬声器以及智能电话、平板电脑或个人计算机。许多智能设备(例如，声控助手、智能电话、平板电脑或个人计算机)配备有扬声器。考虑到这样的设备(例如，还集成了至少一个扬声器的设备)，将声学干扰消除器应用于每个麦克风的输出，以减少电声耦合。

声学回波消除(AEC)(参见例如[1])是减少免提通信布置中的扬声器和麦克风之间的电声耦合的最广泛使用的技术。给定这样的布置，除了期望的近端语音外，麦克风还获取声学回波和背景噪声。AEC 使用自适应滤波技术(例如，参见[2])来估计扬声器和麦克风之间的声脉冲响应(AIR)。随后，通过使用估计的AIR对可用扬声器信号进行滤波来计算声学回波估计。最后，从麦克风信号中减去估计的声学回波，从而消除了声学回波。

在声学回波消除(AEC)的特定情况下，电声耦合是由扬声器重现的远端扬声器信号引起的。然而，在上述免提通信设备中，这也可能是由设备自身的反馈、音乐或语音助手引起的。用于减少扬声器和麦克风之间的电声耦合的最直接的方案是在每个麦克风的输出端放置声学干扰消除器(例如，参见[3])。

相对传递函数建模频域AIR之间的关系，通常表示为声学传递函数(ATF)。RTF(RTF指相对传递函数)通常在多麦克风语音增强的背景下使用(参见例如[5]、[8]、[12])。考虑到更多相关应用，在[13]、[14]中采用了残余回波相对传递函数的估计，以估计初级通道的残余回波(例如，在消除之后剩余的声学回波分量)的功率谱密度。为了增强估计过程，使用了第二麦克风信号。在[13]、[14]中提出的方法估计了消除之后的初级信号和次级麦克风信号之间的关系，从而提供了在估计初级AIR和次级AIR中的误差之间的关系。最后，残余回波相对传递函数用于计算初级残余声学回波的功率谱密度。

考虑到麦克风阵列处理的特定应用，已经提出了旨在降低整个语音增强算法的复杂度的多种方法，例如与AEC相结合的空间滤波。例如，首先在[3]、[15]中研究了使用放置在空间滤波器的输出端的单个 AEC。在[8]、[16]、[18]中已经提出了旨在整合回波消除和麦克风阵列处理的一些备选方法。

由于多麦克风声学干扰消除器的复杂度与麦克风的数量成比例，因此对于许多现代设备，这种复杂度的增加是不可达到的。

因此，如果提供用于多通道干扰消除的低复杂度的概念，将会得到高度评价。

发明内容

本发明的目的是提供用于多通道干扰消除的低复杂度概念。本发明的目的通过根据权利要求1的装置、根据权利要求14的方法和根据权利要求15的计算机可读介质来实现。

根据一个实施例，提供了一种用于在包括两个或多个接收音频通道的接收音频信号中进行多通道干扰消除以获得包括两个或多个修改音频通道的修改音频信号的装置。该装置包括第一滤波器单元，该第一滤波器单元被配置为根据参考信号来生成第一干扰信号的第一估计。