[发明专利]一种回声消除方法

权利要求书

1.一种回声消除方法，其特征在于,包括如下步骤：

S1.通过麦克风阵列获取模拟麦克风信号和模拟参考信号，将模拟麦克风信号和模拟参考信号转换成数字时域信号，分别获得数字麦克风信号和数字参考信号；

其中模拟麦克风信号是扬声器发出后并被麦克风接收后输出的电学信号，模拟参考信号是输入扬声器的电学信号；

S2.采用短时傅里叶变换技术，将数字时域信号形式的数字麦克风信号和数字参考信号分别转换成麦克风频域信号和参考频域信号；

S3.对参考频域信号进行线性预测缓存和非线性扩展得到参考频域信号矩阵，所述参考频域信号矩阵由多个参考频域信号向量组成；

对第q个参考通道第l帧第k个频点的参考频域信号向量REF_VEC_q(k,l)的计算过程为：

S31.设置线性预测长度LP，进行缓存的第q个参考通道第l帧第k个频点的预测缓存向量

REF_VEC_PRE_q(k,l)=[Ref_q(k,l), Ref_q(k,l-1),…Ref_q(k,l-LP+1)]

Ref_q(k,l)为第q个参考通道第l帧第k个频点的参考频域信号，其余类推；

S32.对预测缓存向量REF_VEC_PRE_q(k,l)中存储的参考频域信号进行非线性扩展可得非线性扩展后的参考频域信号向量Ref_VEC_q(k,l)为：

p₁,p₂,…p_LP为非线性扩展的阶数，LP为所述线性预测长度，ref_vec_p_q,p (k,l)表示第q个参考通道第l帧第k个频点的p阶扩展的参考频域信号，其余依此类推；通过奇次幂级数对第q个参考通道第l帧第k个频点的参考频域信号Ref_q(k,l)进行非线性扩展可得，具体为:

ref_vec_p_q,p(k,l)= Ref_q(k,l)^2*p-1 ；其余依此类推；

S33.遍历各个帧、频点和参考通道，组合全部参考频域信号向量得到参考频域信号矩阵REF_VEC；

S4.计算参考频域信号矩阵REF_VEC的自相关对角化矩阵R_IVM；

S5.计算每个频点的回声消除增益向量W，并对步骤S2得到的麦克风频域信号进行回声消除；

S51.计算第l帧第n个麦克风通道第k个频点的麦克风频域信号Mic_n(k,l)和第q个通道第l帧第k个频点参考频域信号二者之间的互相关向量R_MIC_Ref_q(k,l)

S52.多次遍历全部参考频域信号向量Ref_VEC_q(k,l)，记第j次遍历的非线性扩展参考频域信号向量元素为ref_vec_n_q(j)，

每次遍历具体过程为：

S521. R_y_ref= y_n,j-1(k,l)*conj(ref_vec_n_q(j))；

conj表示取共轭，y_n,j-1(k,l)为第j-1次遍历第n个麦克风通道第l帧第k个频点残留语音频域信号，R_y_ref为遍历中间变量；

j=1时，y_n,j-1(k,l) =Mic_n(k,l)，

S522.则第l帧第k个频点第j次遍历平滑后的互相关信号r_cm_q(k,l,j)= λ* r_cm_q(k,l-1,j)+(1-λ)*R_y_ref，λ为平滑因子；R_y_ref为遍历中间变量；

S523.第j次遍历中回声消除增益:

W(j)= r_cm_q(k,l,j)/ [r_ivm_q(k,l,j)+δ]，δ为防止分母为零的极小值；

其中r_ivm_q(k,l,j) 为第j次遍历的第q个通道第l帧第k个频点参考频域信号自相关对角化信号，来自步骤S4得到的自相关对角化矩阵R_IVM；

S524.进行回声消除处理，将上一次残留语音频域信号的遍历结果y_n,j-1(k,l)用于本次的遍历计算过程中，本次遍历过程中计算残留语音频域信号y_n,j(k,l)为

y_n,j(k,l)= y_n,j-1(k,l)-W(j)* ref_vec_n_q(j)；

S6.全部遍历次数完成后，输出最后一次遍历得到的最终输出频域信号,转化为时域信号。