CN102044253A

CN102044253A - 一种回声信号处理方法、系统及电视机

Info

Publication number: CN102044253A
Application number: CN2010105249633A
Authority: CN
Inventors: 陈军
Original assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN102044253B; HK1155550A1

Abstract

本发明适用于电声技术领域，提供了一种回声信号抵消方法、系统及电视机，所述方法包括下述步骤：获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。根据所述获取的变化信息，修正滤波器系数，根据所述修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号。从接收的本地语音信号中减去所述估计的回声信号，所述本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。本发明由于充分考虑了环境因素对回声信号的影响，可以有效的消除回声。

Description

一种回声信号处理方法、系统及电视机

技术领域

本发明属于电声技术领域，尤其涉及一种回声信号抵消方法、系统及电视机。

背景技术

声学回声是指在扬声器播出的声音在被受话方听到的同时，语音信号也通过多种途径被麦克风拾取，重新回输至原说话人处。回声通过的路径各不相同，也就产生了不同的延时回声，包括直接回声和间接回声。

直接回声是指扬声器播出的声音未经任何的反射直接进入麦克风，这种回声的延时最短，它同远端说话者的语音能量，扬声器和麦克风间的距离、角度、扬声器的播放音量，麦克风的拾音灵敏度直接相关；而间接回声是指扬声器播出的声音经过不同的路径，一次或多次反射后进入麦克风后所产生回声的集合。房屋内任何物品的移动或改变都会改变回声通道，因此这种回声的特点是多路径的，时变的。由于回声与远端说话人的音量、扬声器的增益、空间的大小、家具的摆设都有密切的关系，这些都是属于不可控的因素。系统对回声通道无法预先模拟，所以在算法里难以很好的消除回声。

对于回声的处理，人们作了很多的科学研究，随着技术的发展，自适应滤波器已被广泛应用。但是由于系统的使用环境差异较大，如扬声器的声压增益、空间的大小、家具的摆设都完全不一样，自适应的算法也很难准确预估系统的使用环境，但是这些因素都会影响到回声的最后的集合。因此，由于没有把环境的影响因素动态考虑进去，很难做到r1(n)＝r(n)以消除回声影响。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种回声信号抵消方法、系统及电视机，旨在解决现有技术的回声处理没有把环境因素考虑进去，很难消除回声的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种回声信号处理方法，所述方法包括下述步骤：

获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息；

根据所述获取的变化信息，修正滤波器系数，根据所述修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号；

从接收的本地语音信号中减去所述估计的回声信号，所述本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。

本发明实施例还提供了一种回声信号处理系统，所述系统包括：

校准单元，用于获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息；

自适应滤波器，用于根据所述校准单元获取的变化信息，修正滤波器系数，根据所述修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号；

信号处理单元，用于从接收的本地语音信号中减去所述自适应滤波器估计的回声信号，向远端输出减去所述估计的回声信号的本地语音信号，所述本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。

本发明实施例还提供了一种电视机，所述电视机包括上述回声信号处理系统。

在本发明实施例中，获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息，修正滤波器系数，根据修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号，并从接收的本地语音信号中减去所述估计的回声信号，向远端输出减去所述估计的回声信号的本地语音信号，由于充分考虑了环境因素对回声信号的影响，可以有效的消除回声。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的回声信号处理方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的电视聊天系统的示意图；

图3是本发明实施例二提供的回声信号处理方法的实现流程图；

图4是本发明实施例三提供的回声信号处理系统的结构图；

图5是本发明实施例提供的校准单元的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，根据测试信号的回声信号的时延、相依及幅度等信息对滤波器系数进行修正，准确的对远端的语音信号进行估计，实现消除本地语音信号中的回声信号，由于充分考虑了环境因素对回声信号的影响，可以有效的消除回声。

本发明实施例提供了一种回声信号处理方法，所述方法包括下述步骤：

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

实施例一

本发明实施例通过根据实际环境修正过的滤波器的系数，对接收的远端语音信号的回声信号进行估计，使得估计产生的回声信号更接近于实际的环境回声，可以有效的消除回声，以下通过具体实施例进行说明。

图1示出了本发明实施例一提供的回声信号处理方法的实现流程图，详述如下：

本发明实施例的应用场景可以是具有聊天功能的电子设备终端，例如聊天电视等，图2示出了一个电视聊天系统的示意图，该聊天电视系统包括用户甲和用户乙，其中每一聊天电视都具有阵列式麦克风和扬声器。

在步骤S101中，获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

在本发明实施例中，测试信号的形式可以是多样的，可以根据实际需要进行选择设置，实际的人说话时的信号为频率主要从300HZ到3400HZ之间的声音信号，所以测试信号可以在这个频率区间进行取样，取样的间隔可以根据实际的需要进行设置，例如，取样的值可以是300HZ、400HZ、500HZ......，当然，可以根据实际需要设置更大或者更小的取样间隔。

在本发明实施例中，实际的环境通常是变化的，例如，房间中家具的摆设变化，房间大小的变化等，通常这种变化又是不确定的，而环境因素的任何变化都会引起回声信道的变化，而不同的回声信道又会使回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息不同。

在步骤S102中，根据获取的变化信息，修正滤波器系数，根据修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号。

在本发明实施例中，滤波器系数修正可以采取实时自动修正、定时自动修正或者由用户根据需要自行启动修正，例如，当用户觉得回声比较大时进行修正，此外，上述修正可以由用户根据需要进行启动，启动滤波器系数修正功能可以直接在具有聊天功能的电子设备终端上通过触摸启动或者也可以通过遥控设备进行启动。

在本发明实施例中，通过根据实际环境修正过的滤波器的系数，对接收的远端语音信号的回声信号进行动态的估计，得到语音信号的动态估算值。

在步骤S103中，从接收的本地语音信号中减去上述估计的回声信号，向远端输出减去所述估计的回声信号的本地语音信号，本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。

在发明实施例中，通过从接收的本地语音信号中减去上述估计的回声信号，抵消了接收的本地语音信号中包含的回声信号，使得本地用户可以将语音信号清楚的传送出去。

实施例二

图3示出了本发明实施例二提供的回声信号处理方法的实现流程图，详述如下：

在步骤S301中，当接收到触发校准滤波器系数的指令时，输出测试信号。

在步骤S302中，获取测试信号经过回声信道形成的回声信号。

在本发明实施例中，由于空间的大小、室内的设备等各种环境因素的不同，声音信道也会有所不同，因此根据环境因素的不同，接收的远端声音信号经过不同的信道形成的回声信号也不相同。

在步骤S303中，根据对回声信号和测试信号的对比分析，获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

在本发明实施例中，通过对回声信号和测试信号在频域和时域上进行分析，通过获得的回声信号的时延、相移以及幅度等信息，对滤波器的系数进行修正，以使得通过该系数对语音信号进行回声估计得到的回声信号与实际环境产生的回声信号更接近。

在步骤S304中，根据获取的变化信息，修正滤波器系数，根据修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号。

在步骤S305中，从接收的本地语音信号中减去上述估计的回声信号，向远端输出减去上述估计的回声信号的本地语音信号，本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。

在本发明实施例中，当接收到触发校准滤波器系数的指令时，输出测试信号，根据对测试信号的回声信号和与输出的测试信号的对比分析，获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息，方便准确。

实施例三

图4示出了本发明实施例三提供的回声信号处理系统的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该系统可以是内置于具有聊天功能的电子设备终端的软件单元、硬件单元或者软硬结合单元，电子设备终端可以是电视机。

本发明实施例提供的回声信号处理系统包括校准单元41、自适应滤波器42以及信号处理单元43。

在本发明实施例中，校准单元41获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

在本发明实施例中，实际的使用了该回声信号处理系统的回声信息处理系统的环境通常是变化的，例如，房间中家具的摆设变化，房间大小的变化等，通常这种变化又是不确定的，而环境因素的任何变化都会引起回声信道的变化，而不同的回声信道又会使回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息不同，则可以通过校准单元获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

根据所述校准单元41获取的变化信息，自适应滤波器42修正滤波器系数，根据所述修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号。

信号处理单元43从接收的本地语音信号中减去所述自适应滤波器42估计的回声信号，向远端输出减去估计的回声信号的本地语音信号，上述本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。

在本发明实施例中，校准单元获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息，修正滤波器系数，自适应滤波器根据修正的滤波器系数估计远端语音信号产生的回声信号，信号处理单元从接收的本地语音信号中减去上述估计的回声信号，并向远端输出减去所述估计的回声信号的本地语音信号，由于充分考虑了环境因素对回声信号的影响，可以有效的消除回声。

实施例四

在本发明实施例中的校准单元具体还可以包括测试信号输出模块51、回声信号获取模块52和变化信息获取模块53，请参阅5。

在本发明实施例中，当接收到触发校准滤波器系数的指令时，测试信号输出模块51输出测试信号。

回声信号获取模块52获取测试信号输出模块51输出的测试信号经过回声信道形成的回声信号。

根据对回声信号获取模52块获取的回声信号和测试信号输出模块51输出的测试信号的对比分析，变化信息获取模块53获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种回声信号处理方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

从接收的本地语音信号中减去所述估计的回声信号，向远端输出减去所述估计的回声信号的本地语音信号，所述本地语音信号包括本地用户的语音信号和远端语音信号在本地实际产生的回声信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息的步骤具体包括：

当接收到触发校准滤波器系数的指令时，输出测试信号；

获取所述测试信号经过回声信道形成的回声信号；

根据对所述回声信号和测试信号的对比分析，获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试信号为300HZ到3400HZ之间的声音信号。

4.如权利要求1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述滤波器系数实时自动修正、定时自动修正或者由用户根据需要进行修正。

5.一种回声信号处理系统，其特征在于，所述系统包括：

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述校准单元包括：

测试信号输出模块，用于当接收到触发校准滤波器系数的指令时，输出测试信号；

回声信号获取模块，用于获取所述测试信号输出模块输出的测试信号经过回声信道形成的回声信号；

变化信息获取模块，用于根据对所述回声信号获取模块获取的回声信号和测试信号输出模块输出的测试信号的对比分析，获取测试信号的回声信号的时延、相移以及幅度的变化信息。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测试信号为300HZ到3400HZ之间的声音信号。

8.一种电视机，其特征在于，所述电视机包括权利要求5至7任一权利要求所述的回声信号处理系统。