CN103312913B - 一种消除回声的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除回声的系统及方法，通过采集环回装置将对端语音信号分为两路。一路通过采集环回装置的第一输出端环回到参考信号采集控制单元，由参考信号采集控制单元控制进入参考信号缓存区作为参考信号；另一路通过第二输出端口至语音播放模块播放，被语音采集模块采集，语音采集模块将采集的带回声的本地语音信号传输至采集信号控制单元，由采集信号控制单元控制进入采集信号缓存区;AEC处理模型从参考信号缓存区和采集信号缓存区同时提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。所以即使网络抖动或AEC处理的线程调度产生抖动，对参考信号和采集信号的对齐不产生任何影响，AEC处理模型的效果更为稳定。

Description

一种消除回声的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种消除回声的系统及方法，具体涉及针对消除在双向语音通信中产生的声学回声所提供的一种消除回声的系统及方法，属于电子通信技术领域。

背景技术

在许多音频设备(如视频会议系统)中，扬声器播放出来的声音被麦克风拾取后要发回远端，使得远端谈话者能听到自己的声音(经一个声路径延迟的声音)，从而干扰语音传输，称为声学回声。

声学回声抵消器(AcousticEchocancellor，AEC)，如图1所示，是以扬声器信号与由它产生的多路径回声的相关性为基础建立的远端信号语音模型。利用它可以消除音频采集设备采集到的信号中的回声，其基本工作原理为对端语音信号分为两路信号，一路信号进入AEC处理模型作为参考信号，另一路信号经过音频播放设备后，通过扬声器播放出来并被麦克风采集到，因此麦克风采集到的信号除了需要传到对端的本地语音信号，还有对端之前传过来的语音信号（对对端来说相当于对端语音信号产生的回声），麦克风将采集到的带回声的本地语音信号，经音频采集设备后输入AEC处理模型，与之前存储在AEC处理模型中的参考信号经过复杂的算法处理消除采集信号中的回声，因此，采集信号传回对端后，就只有本地语音信号，可以达到比较好的通话效果，避免回声的干扰。但此项技术对参考信号与音频采集设备采集的带相应回声的输入信号（后面简称采集信号）的延时有严格的要求，只有参考信号与采集信号对齐，AEC处理模型才有效果，如果延时值有较大抖动或者延时超过了AEC处理模型能处理的范围，则AEC处理模型失效，回声无法消除。目前普遍的做法是解码之后先将对端的语音信号作为参考信号设置给AEC处理模型，而另一路需要播放的对端语音信号输入音频播放设备播放前会有一个播放缓存来存放待播放信号，同样在采集端也会存在这样的缓存，所以这个播放信号要经过较长时间才能被采集到，所以这里涉及到一个关键问题，那就是对参考信号与采集信号的对齐控制，必须使二者之间的延时缩小至AEC处理模型能够生效的范围才能有效消除回声，并且更重要的是要保证二者对齐的稳定性，如果不稳定就会影响AEC处理模型的效果。

公开号为CN102625006A,发明名称为“一种回声消除数据同步对齐方法、系统及音频通信设备”公开了一种回声消除数据同步对齐的方法，通过将音频播放设备播放的音频数据帧写入到预置的回声参考队列，获取回声参考队列中音频数据的帧数连续出现小于等于预设的最小帧数或者大于等于预设的最大帧数的次数，如果当前的次数超过预设的次数，根据回声参考队列中音频数据帧的预设的平均帧数，通过在参考队列尾部添加空帧或者在参考队列头部丢帧，动态调整回声参考队列中当前音频数据的帧数，并与从音频采集设备采集的待消除回声的音频数据帧一起发送给回声消除模块消除回声，尽可能实现参考信号与采集信号的同步对齐，以达到更好消除回声的效果。但是在上述技术方案中，在网络环境不好的情况下，即当网络发生较大抖动时，回声参考队列中音频数据的帧数连续几次小于最小值或者连续大于最大值后，会对回声参考队列中音频数据的帧数进行添加空帧或者头部丢帧的操作使其与预设的平均帧数相等，但是此时采集到的音频数据帧数不一定与预设的平均帧数相等也就实现不了二者的同步对齐，消除回声的效果受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中在消除回声过程中对抖动的处理可能导致参考信号与采集信号之间无法对齐，影响消除回声的效果，从而提供一种便于实施，效果好的一种消除回声的系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的一种消除回声的系统包括：

语音通信模块，用于建立对端和本地端的语音通信，其包括AEC处理模型、参考信号缓存区、采集信号缓存区、参考信号采集控制单元以及采集信号控制单元；

采集环回装置，包括信号分流模块，所述信号分流模块包括一个输入端，用于从所述语音通信模块接收对端语音信号；两个输出端，其中第一输出端将所述对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元产生中断将所述对端语音信号输入所述参考信号缓存区作为参考信号；第二输出端将所述对端语音信号传输到语音播放模块播放出来；

语音采集模块，用于将带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元预设的信号长度时，所述采集信号控制单元产生中断将所述带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区;

所述AEC处理模型，从所述参考信号缓存区和所述采集信号缓存区同时提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。

所述语音通信模块还包括待播放缓存区和播放控制单元；对端语音信号进入所述待播放缓存区缓存等待输出；

所述播放控制单元用于控制所述待播放缓存区中缓存的对端语音号按照预设长度顺次输入至所述信号分流模块的输入端。

所述采集环回装置还包括开关控制模块；

所述开关控制模块包括一个输入端，与所述信号分流模块的第一输出端连接，用于接收从所述信号分流模块的第一输出端输出的对端语音信号；一个输出端，用于将从所述开关控制模块的输入端输入的对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元的输入端。

所述开关控制模块还包括一个控制端，与所述语音通信模块的电平输出端口连接；当电平输出端口为高电平，所述开关控制模块开启，当电平输出端口为低电平，所述开关控制模块关闭。

所述信号分流模块，包括SN74LVC2G17DCKR芯片，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4;

所述电阻R1的一端构成所述信号分流模块的输入端，用于与所述播放控制单元的输出端口连接；另一端同时与所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1A引脚和2A引脚连接在一起；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1A引脚和2A引脚经所述电阻R2后接地；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1Y引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端构成所述信号分流模块的第二输出端，用于与语音播放模块连接；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的2Y引脚与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端构成所述信号分流模块的第一输出端；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚GND等效接地；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚VCC接外部电源。

所述开关控制模块，包括SN74LVC1G125DBVR芯片，电阻R5,电容C3；

所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚A构成所述开关控制模块的输入端，用于同所述信号分流模块的第一输出端连接；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚Y与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端构成所述开关控制模块的输出端，用于与所述参考信号采集控制单元的输入端连接；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚OE构成所述开关控制模块的控制端，用于与所述语音通信模块的电平输出端口连接；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚GND等效接地；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚VCC通过所述电容C3接地。

所述信号分流模块中还包括电容C1，电容C2;

所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚VCC接外部电源后同时经所述电容C1和所述电容C2后接地。

所述语音通信模块还包括：语音解码器，用于将从对端接收的对端语音码流解码转换成播放的对端语音信号，进入所述待播放缓存区缓存等待输出；

语音编码器，用于将经所述AEC处理模型消除回声后的本地语音信号编码并转换成本地语音码流发送到对端。

所述语音播放模块包括数模转换器和扬声器，所述数模转换器的输入端同所述信号分流模块的第二输出端口连接，从所述第二输出端口接收对端语音信号；所述扬声器的输入端同所述数模转换器的输出端连接，将从所述数模转换器的输出端接收的对端语音的电信号转换为声音信号播放出来。

所述语音采集模块包括模数转换器和话筒，所述话筒将采集到的本地语音与经扬声器播放的对端语音转换为带回声的本地语音信号并通过其输出端将所述采集到的带回声的本地语音信号发送至所述模数转换器的输入端，所述模数转换器将所述将带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元的输入端。

本发明所述的一种消除回声的方法，包括如下步骤：

S1：语音通信模块将接收到的对端语音信号传输给采集环回装置中的信号分流模块；

S2：所述信号分流模块将从语音通信模块接收的对端语音信号分为两路传输，一路通过其第一输出端口环回到参考信号采集控制单元的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元产生中断将所述对端语音信号输入参考信号缓存区作为参考信号；第二输出端将所述对端语音信号传输到语音播放模块播放出来；

S3：语音采集模块采集本地语音，并将带回声的本地语音信号传输至采集信号控制单元的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元预设的信号长度时，所述采集信号控制单元产生中断将所述带回声的本地语音信号输入采集信号缓存区;

S4：AEC处理模型从所述参考信号缓存区和所述采集信号缓存区同时提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。

所述步骤S1中，对端语音信号进入所述语音通信模块中先进入待播放缓存区缓存等待输出；由与所述待播放缓存区相连的播放控制单元控制所述待播放缓存区中缓存的对端语音信号按照预设长度顺次输入至所述信号分流模块的输入端。

所述步骤S2中，所述信号分流模块的第一输出端将从所述语音通信模块接收的对端语音信号传输到开关控制模块的输入端，所述开关控制模块的输出端将从所述开关控制模块的输入端输入的对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元的输入端。

所述步骤S2中，所述开关控制模块的控制端，与所述语音通信模块的电平输出端口连接，当电平输出端口为高电平，所述开关控制模块开启，当电平输出端口为低电平，所述开关控制模块关闭。

所述步骤S1中，对端语音码流进入所述语音通信模块后经语音解码器解码并转换成播放的对端语音信号后进入所述待播放缓存区缓存等待输出；

所述步骤S4中，所述AEC处理模型的输出端输出的消除回声的本地语音信号经语音编码器转换成本地语音码流发送到对端。

所述步骤S2中，所述信号分流模块的第二输出端口输出的对端语音信号经数模转换器发送至扬声器的输入端，所述扬声器将接收到的对端语音信号转换为声音信号播放出来。

所述步骤S3中，本地语音与经扬声器播放的对端语音由话筒采集后转换为带回声的本地语音信号发送至模数转换器的输入端，所述模数转换器将从所述话筒的输出端接收的带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元的输入端。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的消除回声的系统及方法，通过采集环回装置将对端语音信号分为两路。一路通过采集环回装置中的信号分流模块的第一输出端环回到参考信号采集控制单元的输入端口，当输入的对端语音信号长度达到参考信号采集控制单元预设的信号长度时，参考信号采集控制单元产生中断将对端语音信号输入参考信号缓存区作为参考信号；另一路通过其第二输出端口传输至语音播放模块播放出来，并被语音采集模块采集，产生回声，语音采集模块将采集的带回声的本地语音信号传输至采集信号控制单元的输入端，当输入的带回声的本地语音信号长度达到采集信号控制单元预设的信号长度时，采集信号控制单元产生中断将带回声的本地语音信号输入采集信号缓存区;AEC处理模型，从所述参考信号缓存区和所述采集信号缓存区同时提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。所以即使网络抖动无对端语音码流过来，或者对端语音码流很多，无论语音播放模块播放什么，我们就能采集到什么，且参考信号缓存于参考信号缓存区，带回声的本地语音信号缓存于采集信号缓存区，需要做消除回声处理时，AEC处理模型就会同时从参考信号缓存区和采集信号缓存区提取参考信号和带回声的对端语音信号（采集信号）做消除回声的处理，如果AEC处理的线程调度产生抖动，也没有关系，参考信号和采集信号就缓存于各自的缓存区，线程获取到信号就处理，获取不到就等待。相较于现有技术，网络抖动及线程调度产生的抖动对参考信号和采集信号的对齐不产生任何影响，AEC处理模型的效果更为稳定。

（2）本发明所述的一种消除回声的系统及方法，通过将采集环回装置中的开关控制模块的控制端与语音通信模块的电平输出端口连接，当电平输出端口为高电平时，所述开关控制模块开启；当电平输出端口为低电平时，所述开关控制模块关闭，对端语音信号也会停止传输。比如当语音播放模块为耳机时，是不会产生回声的，因此不需要进行回声消除，也不需要形成参考信号，所以可以把开关控制模块置为关闭状态，降低系统能耗。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1是现有技术中AEC处理模型的结构框图；

图2是本发明所述消除回声的系统的结构框图；

图3是本发明所述采集环回装置的结构框图；

图4是本发明所述采集环回装置的电路连接结构图。

图中附图标记表示为：1-语音通信模块，2-采集环回装置，3-语音播放模块，4-语音采集模块，11-AEC处理模型，12-语音解码器，13-语音编码器，14-待播放缓存区，15-参考信号缓存区，16-采集信号缓存区，17-参考信号采集控制单元，18-采集信号控制单元，19-播放控制单元，21-信号分流模块，22-开关控制模块，31-数模转换器，32-扬声器，41-模数转换器，42-话筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

实施例1

如图2所示，本发明所述消除回声的系统，包括：

语音通信模块1，用于建立对端和本地端的语音通信，其包括AEC处理模型11、参考信号缓存区15、采集信号缓存区16、参考信号采集控制单元17以及采集信号控制单元18。在双向语音通信的过程中，比如视频会议中，对端的语音信号通过扬声器播放出来后会被本地端的话筒采集，同本地的语音信号一起被发送到对端，在对端的人就会听到自己之前的通话，产生回声，影响通话效果。因此，为了产生好的通话效果，消除回声很有必要，语音通信模块1中的AEC处理模型可以消除回声，AEC处理模型属于现有技术，在背景技术中也有相关介绍，此不赘述。只有在参考信号和采集信号同步，即同时进入AEC处理模型11，才能达到最好的消除回声的效果，因此，如何控制参考信号和采集信号同步，是非常关键的。

采集环回装置2，包括信号分流模块21，所述信号分流模块21包括一个输入端，用于从所述语音通信模块1接收对端语音信号；两个输出端，其中第一输出端将所述对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元17的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元17预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元17产生中断将所述对端语音信号输入所述参考信号缓存区15作为参考信号。中断产生后，参考信号采集控制单元17中与该中断相对应的中断处理程序将所述对端语音信号输入所述参考信号缓存区15作为参考信号。作为一种可选的实施方式，所述参考信号采集控制单元17中设置两个缓存区来接收采集的对端语音信号，当第一缓存区存储的对端语音信号达到预设信号长度时，所述参考信号采集控制单元17产生中断，中断处理程序将存储于第一缓存区的对端语音信号输入所述参考信号缓存区15作为参考信号，同时由第二缓存区接收采集的对端语音信号，当达到预设信号长度时，所述参考信号采集控制单元17又会产生中断，中断处理程序将存储于第二缓存区的对端语音信号输入所述参考信号缓存区15作为参考信号，同时由第一缓存区接收采集的对端语音信号，依此类推，两个设置于参考信号采集控制单元17的缓存区可以交替存储对端语音信号，防止信号丢失现象；第二输出端将所述对端语音信号传输到语音播放模块3播放出来。

语音采集模块4，用于将带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元18的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元18预设的信号长度时，所述采集信号控制单元18产生中断将所述带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区16。中断产生后，采集信号控制单元18中与该中断相对应的中断处理程序将所述带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区16。作为一种可选的实施方式，所述采集信号控制单元18中可以设置两个缓存区来接收采集的带回声的本地语音信号，当第一缓存区存储的带回声的本地语音信号达到预设信号长度时，所述采集信号控制单元18产生中断，中断处理程序将存储于第一缓存区的带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区16作为采集信号，同时由第二缓存区接收采集的带回声的本地语音信号，当达到预设信号长度时，所述采集信号控制单元18又会产生中断，中断处理程序将存储于第二缓存区的带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区16作为采集信号，依此类推，两个设置于采集信号控制单元18的缓存区可以交替存储带回声的本地语音信号，防止信号丢失现象。

所述AEC处理模型11，从所述参考信号缓存区15和所述采集信号缓存区16同时提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。

作为一种改进，所述语音通信模块1还包括待播放缓存区14和播放控制单元19；对端语音信号进入所述待播放缓存区14缓存等待输出；所述播放控制单元19用于控制所述待播放缓存区14中缓存的对端语音号按照其预设长度顺次输入至所述信号分流模块21的输入端。当对端无语音码流过来时，播放控制单元19播放静音信号，该静音信号既经信号分流模块21的第一输出端输入至参考信号采集控制单元17，又经语音播放模块3播放后被语音采集模块4采集后输入至采集信号控制单元18，如此一来播放什么信号就采集什么信号，也就是说用于形成参考信号的对端语音信号、播放的对端语音信号及采集到的回声完全一致，保证了参考信号和采集信号对齐的稳定性。

作为一种改进，如图3所示，所述采集环回装置2还包括开关控制模块22。

所述开关控制模块22包括一个输入端，与所述信号分流模块21的第一输出端连接，用于接收从所述信号分流模块21的第一输出端输出的对端语音信号；一个输出端，用于将从所述开关控制模块22的输入端输入的对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元17的输入端。

作为一种改进，所述开关控制模块22还包括一个控制端，与所述语音通信模块1的电平输出端口连接，当电平输出端口为高电平，所述开关控制模块22开启；当电平输出端口为低电平，所述开关控制模块22关闭，无信号传输。比如当语音播放模块为耳机时，是不会产生回声的，因此不需要进行回声消除，也不需要形成参考信号，通过从电平输出端口输出低电平，可以把开关控制模块22设置为关闭状态，降低系统能耗。

本实施例中，如图4所示，所述信号分流模块21，包括SN74LVC2G17DCKR芯片，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4。

所述电阻R1的一端构成所述信号分流模块21的输入端，用于与所述播放控制单元19的输出端口连接；另一端同时与所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1A引脚和2A引脚连接在一起，将从所述语音通信模块1接收的对端语音信号分为两路输入SN74LVC2G17DCKR芯片；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1A引脚和2A引脚经所述电阻R2后接地，以保证对端语音信号输入不受外界影响；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1Y引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端构成所述信号分流模块22的第二输出端，用于与语音播放模块3连接，通过所述语音播放模块3将对端语音信号播放出来；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的2Y引脚与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端构成所述信号分流模块21的第一输出端，通过所述第一输出端将所述对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元17的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元17预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元17产生中断将所述对端语音信号输入所述参考信号缓存区15作为参考信号；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚GND等效接地；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚VCC接外部电源。

作为一种改进，所述开关控制模块22可以采用如图4所示电路实现，包括SN74LVC1G125DBVR芯片，电阻R5,电容C3；

所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚A构成所述开关控制模块22的输入端，用于同所述信号分流模块21的第一输出端，既所述电阻R4的另一端连接，用于将从所述信号分流模块21的第一输出端接收的对端语音信号输入SN74LVC1G125DBVR芯片；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚Y与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端构成所述开关控制模块22的输出端，用于与所述参考信号采集控制单元17的输入端连接，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元17预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元17产生中断将所述对端语音信号输入所述参考信号缓存区15作为参考信号；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚OE构成所述开关控制模块22的控制端，用于与所述语音通信模块1的电平输出端口连接，当所述电平输出端口输出高电平时，所述开关控制模块22，即SN74LVC1G125DBVR芯片开启，当所述电平输出端口输出低电平时，所述开关控制模块22，即SN74LVC1G125DBVR芯片关闭；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚GND等效接地；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚VCC通过所述电容C3接地，当所述SN74LVC1G125DBVR芯片关闭时，为对端语音信号提供回流路径。

作为一种改进，所述信号分流模块21中还包括电容C1，电容C2;

所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚VCC接外部电源后同时经所述电容C1和所述电容C2后接地。因为电容C1、C2具有滤波和存储电能的作用，通过这种设计，一是可以减少外界对芯片的干扰，二是可以防止上电过冲和电源的暂时性跌落对芯片的影响，起到稳定电源输出的功能。

作为一种可选的实施方式，所述语音通信模块1还包括：语音解码器12和语音编码器13。

所述语音解码器12，用于将从对端接收的对端语音码流解码转换成播放的对端语音信号，进入所述待播放缓存区14缓存等待输出；所述语音编码器13，用于将经所述AEC处理模型11消除回声后的本地语音信号编码并转换成本地语音码流发送到对端，从而实现双向语音通信。

作为一种可选的实施方式，所述语音通信模块1可以采用DM8168芯片，来实现AEC处理模型11，语音解码器12、语音编码器13、待播放缓存区14、参考信号缓存区15、采集信号缓存区16、参考信号采集控制单元17、采集信号控制单元18以及播放控制单元19的功能。

作为一种可选的实施方式，所述语音播放模块3包括数模转换器31和扬声器32，所述数模转换器31的输入端同所述信号分流模块21的第二输出端口连接，从所述第二输出端口接收对端语音信号；所述扬声器32的输入端同所述数模转换器31的输出端连接，将从所述数模转换器31的输出端接收的对端语音的电信号转换为声音信号播放出来。

作为一种可选的实施方式，所述语音采集模块4包括模数转换器41和话筒42，所述话筒42将采集到的本地语音与经扬声器32播放的对端语音转换为带回声的本地语音信号并通过其输出端将所述采集到的带回声的本地语音信号发送至所述模数转换器41的输入端，所述模数转换器41将所述带回声的本地语音信号传输至位于所述语音通信模块1的所述采集信号控制单元18的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元18预设的信号长度时，所述采集信号控制单元18产生中断将所述带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区16。

通过本实施例的上述方案，即使网络抖动，即无对端语音码流过来或者对端语音码流很多，无论语音播放模块3播放什么，语音采集模块4就采集到什么，且所述参考信号缓存于所述参考信号缓存区15，所述带回声的本地语音信号缓存于所述采集信号缓存区16，需要做消除回声处理时，所述AEC处理模型11就会同时从所述参考信号缓存区15和采集信号缓存区16提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理，如果AEC处理模型11的线程调度产生抖动，也没有关系，参考信号和采集信号就缓存于各自的缓存区，线程获取到信号就处理，获取不到就等待。相较于现有技术，网络抖动及线程调度产生的抖动对参考信号和采集信号的对齐不产生任何影响，AEC处理模型11的效果更为稳定。

实施例2

本发明所述的一种消除回声的方法，包括如下步骤：

S1：语音通信模块1将接收到的对端语音信号传输给采集环回装置2中的信号分流模块21。

S2：所述信号分流模块21将从语音通信模块1接收的对端语音信号分为两路传输，一路通过其第一输出端口环回到参考信号采集控制单元17的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元17预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元17产生中断将所述对端语音信号输入参考信号缓存区15作为参考信号；第二输出端将所述对端语音信号传输到语音播放模块3播放出来。

S3：语音采集模块4采集本地语音，并将带回声的本地语音信号传输至采集信号控制单元18的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元18预设的信号长度时，所述采集信号控制单元18产生中断将所述带回声的本地语音信号输入采集信号缓存区16。

S4：AEC处理模型11从所述参考信号缓存区15和所述采集信号缓存区16同时提取参考信号和带回声的对端语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。

作为一种改进，所述步骤S1中，对端语音信号进入所述语音通信模块1中先进入待播放缓存区14缓存等待输出；由与所述待播放缓存区14相连的播放控制单元19控制所述待播放缓存区14中缓存的对端语音信号按照预设长度顺次输入至所述信号分流模块21的输入端。

作为一种改进，所述步骤S2中，所述信号分流模块21的第一输出端将从所述语音通信模块1接收的对端语音信号传输到开关控制模块22的输入端，所述开关控制模块22的输出端将从所述开关控制模块22的输入端输入的对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元17的输入端。

作为一种改进，所述步骤S2中所述开关控制模块22的控制端，与所述语音通信模块1的电平输出端口连接，当电平输出端口为高电平，所述开关控制模块22开启，当电平输出端口为低电平，所述开关控制模块22关闭。比如当语音播放模块3为耳机时，是不会产生回声的，因此不需要进行回声消除，也不需要形成参考信号，通过从电平输出端口输出低电平，可以把开关控制模块22设置为关闭状态，降低系统能耗。

作为可选的实施方式，所述步骤S1中，对端语音码流进入所述语音通信模块1后经语音解码器12解码并转换成播放的对端语音信号后进入所述待播放缓存区14缓存等待输出。所述步骤S4中，所述AEC处理模型11的输出端输出的消除回声的本地语音信号经语音编码器13转换成本地语音码流发送到对端。

作为可选的实施方式，所述步骤S2中，所述信号分流模块21的第二输出端口输出的对端语音信号经数模转换器31发送至扬声器32的输入端，所述扬声器32将接收到的对端语音信号转换为声音信号播放出来。

作为可选的实施方式，所述步骤S3中，本地语音与经扬声器32播放的对端语音由话筒42采集后转换为带回声的本地语音信号发送至模数转换器41的输入端，所述模数转换器41将从所述话筒42的输出端接收的带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元18的输入端。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (17)

1.一种消除回声的系统，其特征在于包括语音通信模块(1)、采集环回装置(2)、语音播放模块(3)和语音采集模块(4)，其中：

所述语音通信模块(1)，用于建立对端和本地端的语音通信，其包括声学回声抵消器AEC处理模型(11)、参考信号缓存区(15)、采集信号缓存区(16)、参考信号采集控制单元(17)以及采集信号控制单元(18)；

所述采集环回装置(2)，包括信号分流模块(21)，所述信号分流模块(21)包括一个输入端，用于从所述语音通信模块(1)接收对端语音信号；两个输出端，其中第一输出端将所述对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元(17)的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元(17)预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元(17)产生中断将所述对端语音信号输入所述参考信号缓存区(15)作为参考信号；第二输出端将所述对端语音信号传输到所述语音播放模块(3)播放出来；

所述语音采集模块(4)，用于将带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元(18)的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元(18)预设的信号长度时，所述采集信号控制单元(18)产生中断将所述带回声的本地语音信号输入所述采集信号缓存区(16)；

所述声学回声抵消器AEC处理模型(11)，从所述参考信号缓存区(15)和所述采集信号缓存区(16)同时提取参考信号和带回声的本地语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。

2.如权利要求1所述的消除回声的系统，其特征在于:

所述语音通信模块(1)还包括待播放缓存区(14)和播放控制单元(19)；对端语音信号进入所述待播放缓存区(14)缓存等待输出；

所述播放控制单元(19)用于控制所述待播放缓存区(14)中缓存的对端语音信号按照预设长度顺次输入至所述信号分流模块(21)的输入端。

3.根据权利要求2所述的消除回声的系统，其特征在于：

所述采集环回装置(2)还包括开关控制模块(22)；

所述开关控制模块(22)包括一个输入端，与所述信号分流模块(21)的第一输出端连接，用于接收从所述信号分流模块(21)的第一输出端输出的对端语音信号；一个输出端，用于将从所述开关控制模块(22)的输入端输入的对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元(17)的输入端。

4.根据权利要求3所述的消除回声的系统，其特征在于：

所述开关控制模块(22)还包括一个控制端，与所述语音通信模块(1)的电平输出端口连接；当电平输出端口为高电平，所述开关控制模块(22)开启，当电平输出端口为低电平，所述开关控制模块(22)关闭。

5.根据权利要求4所述的消除回声的系统，其特征在于：

所述信号分流模块(21)，包括SN74LVC2G17DCKR芯片，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4；

所述电阻R1的一端构成所述信号分流模块(21)的输入端，用于与所述播放控制单元(19)的输出端口连接；另一端同时与所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1A引脚和2A引脚连接在一起；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1A引脚和2A引脚经所述电阻R2后接地；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的1Y引脚与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端构成所述信号分流模块(22)的第二输出端，用于与语音播放模块(3)连接；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的2Y引脚与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端构成所述信号分流模块(21)的第一输出端；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚GND等效接地；所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚VCC接外部电源。

6.根据权利要求5所述的消除回声的系统，其特征在于：

所述开关控制模块(22)，包括SN74LVC1G125DBVR芯片，电阻R5,电容C3；

所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚A构成所述开关控制模块(22)的输入端，用于同所述信号分流模块(21)的第一输出端连接；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚Y与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端构成所述开关控制模块(22)的输出端，用于与所述参考信号采集控制单元(17)的输入端连接；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚OE构成所述开关控制模块(22)的控制端，用于与所述语音通信模块(1)的电平输出端口连接；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚GND等效接地；所述SN74LVC1G125DBVR芯片的引脚VCC通过所述电容C3接地。

7.根据权利要求6所述的消除回声的系统，其特征在于：

所述信号分流模块(21)中还包括电容C1，电容C2；

所述SN74LVC2G17DCKR芯片的引脚VCC接外部电源后同时经所述电容C1和所述电容C2后接地。

8.根据权利要求7所述的消除回声的系统，其特征在于，所述语音通信模块(1)还包括：

语音解码器(12)，用于将从对端接收的对端语音码流解码转换成播放的对端语音信号，进入所述待播放缓存区(14)缓存等待输出；

语音编码器(13)，用于将经所述声学回声抵消器AEC处理模型(11)消除回声后的本地语音信号编码并转换成本地语音码流发送到对端。

9.根据权利要求8所述的消除回声的系统，其特征在于，所述语音播放模块(3)包括数模转换器(31)和扬声器(32)，所述数模转换器(31)的输入端同所述信号分流模块(21)的第二输出端连接，从所述第二输出端接收对端语音信号；所述扬声器(32)的输入端同所述数模转换器(31)的输出端连接，将从所述数模转换器(31)的输出端接收的对端语音的电信号转换为声音信号播放出来。

10.根据权利要求9所述的消除回声的系统，其特征在于，所述语音采集模块(4)包括模数转换器(41)和话筒(42)，所述话筒(42)将采集到的本地语音与经扬声器播放的对端语音转换为带回声的本地语音信号并通过其输出端将采集到的带回声的本地语音信号发送至所述模数转换器(41)的输入端，所述模数转换器(41)将所述将带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元(18)的输入端。

11.一种基于如权利要求1所述的消除回声的系统的消除回声的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：语音通信模块(1)将接收到的对端语音信号传输给采集环回装置(2)中的信号分流模块(21)；

S2：所述信号分流模块(21)将从语音通信模块(1)接收的对端语音信号分为两路传输，一路通过其第一输出端环回到参考信号采集控制单元(17)的输入端，当输入的所述对端语音信号长度达到所述参考信号采集控制单元(17)预设的信号长度时，所述参考信号采集控制单元(17)产生中断将所述对端语音信号输入参考信号缓存区(15)作为参考信号；第二输出端将所述对端语音信号传输到语音播放模块(3)播放出来；

S3：语音采集模块(4)采集本地语音，并将带回声的本地语音信号传输至采集信号控制单元(18)的输入端，当输入的所述带回声的本地语音信号长度达到所述采集信号控制单元(18)预设的信号长度时，所述采集信号控制单元(18)产生中断将所述带回声的本地语音信号输入采集信号缓存区(16)；

S4：声学回声抵消器AEC处理模型(11)从所述参考信号缓存区(15)和所述采集信号缓存区(16)同时提取参考信号和带回声的本地语音信号做消除回声的处理得到本地语音信号并输出。

12.根据权利要求11所述的消除回声的方法，其特征在于：

所述步骤S1中，对端语音信号进入所述语音通信模块(1)中先进入待播放缓存区(14)缓存等待输出；由与所述待播放缓存区(14)相连的播放控制单元(19)控制所述待播放缓存区(14)中缓存的对端语音信号按照预设长度顺次输入至所述信号分流模块(21)的输入端。

13.根据权利要求12所述的消除回声的方法，其特征在于：

所述步骤S2中，所述信号分流模块(21)的第一输出端将从所述语音通信模块(1)接收的对端语音信号传输到开关控制模块(22)的输入端，所述开关控制模块(22)的输出端将从所述开关控制模块(22)的输入端输入的对端语音信号环回到所述参考信号采集控制单元(17)的输入端。

14.根据权利要求13所述的消除回声的方法，其特征在于：

所述步骤S2中，所述开关控制模块(22)的控制端，与所述语音通信模块(1)的电平输出端口连接，当电平输出端口为高电平，所述开关控制模块(22)开启，当电平输出端口为低电平，所述开关控制模块(22)关闭。

15.根据权利要求14所述的消除回声的方法，其特征在于：

所述步骤S1中，对端语音码流进入所述语音通信模块(1)后经语音解码器(12)解码并转换成播放的对端语音信号后进入所述待播放缓存区(14)缓存等待输出；

所述步骤S4中，所述声学回声抵消器AEC处理模型(11)的输出端输出的消除回声的本地语音信号经语音编码器(13)转换成本地语音码流发送到对端。

16.根据权利要求15所述的消除回声的方法，其特征在于：

所述步骤S2中，所述信号分流模块(21)的第二输出端输出的对端语音信号经数模转换器(31)发送至扬声器(32)的输入端，所述扬声器(32)将接收到的对端语音信号转换为声音信号播放出来。

17.根据权利要求16所述的消除回声的方法，其特征在于：

所述步骤S3中，本地语音与经扬声器(32)播放的对端语音由话筒(42)采集后转换为带回声的本地语音信号发送至模数转换器(41)的输入端，所述模数转换器(41)将从所述话筒(42)的输出端接收的带回声的本地语音信号传输至所述采集信号控制单元(18)的输入端。