[发明专利]一种抑制扬声器串扰的方法

说明书

本发明公开了一种抑制扬声器串扰的方法，属于音频信号处理技术领域。本发明采用基于双谱重构的方法，即综合利用声音传播通道的幅频响应和相频响应特性，在麦克风拾取通道对扬声器原信号进行重构，再对消；能很好在对拾取到的串扰信号进行抵消，既包括直达信号，也包括一定程度的多径传播的混响信号。本发明所采用的基于重叠相加的时频域变换方法，减少滤波处理的延时，延时时间大幅缩短。同时，本发明采用基于多项式拟合获取频谱响应系数，解决了耳机腔体产生的回声过程中，由于多次折射和反射等复杂的过程导致的幅频响应特性和相频响应特性随声压大小呈非线性特性的问题。

技术领域

本发明属于音频信号处理技术领域，尤其涉及一种抑制扬声器串扰的方法。

背景技术

耳机或其它小功率通话设备，由于设计需要或是结构限制，存在扬声器与拾音麦克风串扰的问题，即扬声器播放的声音又被本机的麦克风拾取后回传给对方，形成回声情况。

目前解决串扰的方法，一是基于IIR型滤波器，另一种是基于自适应FIR型滤波器方法。其中，IIR型滤波器，方法实现简单，可在时域上直接滤波输出。但由于IIR型滤波器只反映了声音传输过程中幅频响应的特性，不能反映相频特性的变化，还需加入单独的延时处理环节，增加了复杂度，对于混响也无能为力。而自适应FIR型滤波器方法，采用远端扬声器信号与近端麦克风采集信号相逼近的自适应方式实现滤波，FIR滤波器具有线性相位和稳定性，可以在一定程度上反映幅频响应和相频响应的变化，对混响也有抑制作用。但这一算法对噪声较为敏感，在信噪比较低或噪声始终存在的场合，收敛过程会发散，不能起到很好地滤波作用。

另外，现有技术通用的DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)来说，为保证处理能力和算力瓶颈问题，一般采用2*block(数据块)的延时策略，即用一个数据块的时长去接收数据，另一块的时长内作处理，在第三个输入数据块到来时，将之前处理过的数据块同步输出；这样就会有2个数据块的延时，在fft(fast Fourier transform，快速傅立叶变换)快速傅里叶时频处理中，时间分辨率与频率分辨率是相互矛盾的；所以语音处理一般选择10ms-30ms的数据块作为处理单元，以保证短时稳定特性和长时的时变特性。即使选择10ms的数据块，最终输出也会有20ms的延时；这对延时要求苛刻的场合很难满足要求。

发明内容

基于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种抑制扬声器串扰的方法，旨在解决通过IIR型滤波器或自适应FIR型滤波器处理串扰存在的技术问题；采用基于双谱重构的方法，即综合利用声音传播通道的幅频响应和相频响应特性，在麦克风拾取通道对扬声器原信号进行重构，再对消；能很好在对拾取到的串扰信号进行抵消，既包括直达信号，也包括一定程度的多径传播的混响信号，而且延时较小。

本发明实施例提供一种抑制扬声器串扰的方法，在麦克风拾取通道对扬声器的原始信号进行重构，得到重构信号；通过所述重构信号对在所述麦克风拾取通道拾取到的串扰信号进行抵消；所述串扰信号包括直达信号或/和混响信号。

本发明提供的一种抑制扬声器串扰的方法，包括以下步骤：

(1)基于重叠相加(OLA，overlap add)的时频域变换方法，将扬声器的音频输入信号s_in，麦克风的输入信号m_in，分别以10-30ms的数据块为单位，将10ms-30ms的输入数据块分成若干子块，作m(fast Fourier transform，快速傅立叶变换)变换，将信号变换到频域；由功率谱获得数据块时间段内的声压值，得到声压级别序数i，基于声压级别序数i得到扬声器端输入信号的幅频与相频为s_am[k][i]和麦克风的输入信号m_in，经fft后，其幅频与相频为m_am(k)和/其中k为第k个频点；