[发明专利]反馈回声消除方法及利用该方法的反馈回声消除系统

说明书

本发明公开了一种反馈回声消除方法及利用该方法的反馈回声消除系统，其可提高跟踪速度和跟踪性能，当反馈路径变化较大时，可很好的跟踪反馈路径，提升回声消除效果，该方法包括：通过语音采集模块采集带回声的连续语音信号、并对带回声的连续语音信号进行转换，获取离散语音信号序列，通过语音处理模块对离散语音信号序列进行处理：逐点读取离散语音信号序列，逐点进行自适应计算，获得时域去回声语音信号序列，依次对时域去回声语音信号序列进行转换、补偿，获取补偿信号序列、读取、转换补偿信号序列并输出，该系统包括封装于语音采集模块、语音处理模块、语音输出模块，语音处理模块包括反馈回声消除单元、信号转换单元。

技术领域

本发明涉及语音处理技术领域，尤其涉及一种适用于助听器的反馈回声消除方法及利用该方法的反馈回声消除系统，用于消除语音采集模块和语音接收模块之间耦合路径导致的回声和啸叫。

背景技术

助听器是一种专用于帮助听障患者提高“听觉能力”的声音采集、处理和播放系统，由于助听器前向通路中的听力补偿放大器件和语音接收模块与语音采集模块之间耦合路径的物理反馈回路同时存在于助听器系统中，若形成闭环回路，就会在助听器语音输入端产生回声，若进一步形成正反馈的闭环回路，结果就是在扬声器处产生啸叫，严重影响了语音的聆听效果；从语音采集模块采集进入助听器听力补偿模块的声音经过听力补偿模块放大后再由语音接收模块转换为连续语音后输出，通过各种可能的途径传播后再次进入系统即产生回声，再反复放大就形成了高强度的啸叫振荡，这带来了助听器语音质量和聆听效果的严重下降，削弱了助听器的最高稳定增益。

现有技术中提供了一种消除啸叫的时域自适应滤波算法，首先对现有的时域自适应滤波算法用到的一些信号标记做一些简单说明。图2给出了现有的适用于助听器的自适应滤波回声消除滤波算法的处理结构框图，有限脉冲响应自适应滤波模块的输入和输出是按块处理的，输入信号是以帧长L为单位进行处理的，待输入缓冲区累计L点后，使能自适应反馈回声消除模块进行回声消除处理。x^k是助听器语音采集模块采集的第k帧带回声语音信号，u^k-1是助听器听力补偿模块输出的第k-1帧听力补偿后的语音信号，假如助听器回声消除自适应滤波器长度为M，助听器听力补偿模块输出的第k-1个块作为估计助听器语音采集模块采集的第k帧带回声语音信号的回声的基准信号。

首先根据输入数据块的长度L和滤波器长度M的关系，对输入的基准数据块进行拼接，若L＝M，则u'^k-1由第(k-1)块u^k-1和第(k-2)块u^k-2信号的样本组成。如下式所示：

u'^k＝[u^k-1[m],…u^k-1[1],u^k-2[L],…,u^k-2[m+1]]^T,

其中u^k-1[m]为第k-1个数据块的第m个样本，第k个块的自适应滤波器输出信号为：

其中u'_f^k表示对输入的数据u'^k进行带限IIR滤波后得到，w_k是在时刻k具有反馈抑制自适应滤波器系数的列向量。

利用麦克风采集到的带回声语音信号块x^k以及自适应滤波输出信号计算误差信号:即为去回声的语音信号。

现有的时域自适应回声消除算法包括系数更新单元，对u'_f^k进行带限滤波得到u_f1^k,对e^k[m]进行滤波得到计算能量估计值：

通过计算能量估计值，使归一化自适应步长调整变为：