CN106937009B - 一种级联回声抵消系统及其控制方法及装置 - Google Patents

一种级联回声抵消系统及其控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种级联回声抵消系统及其控制方法及装置，其中级联回声抵消系统，包括会议终端，用于将音频数据解码、打包后，通过数据线传输给播放设备和距离会议终端最近的控制器；多个级联的音频输入设备，每个音频输入设备中设置有回声消除设备和控制器，控制器与回声消除设备连接；相邻音频输入设备中的控制器相互连接，与会议终端距离最近的控制器与会议终端连接。本发明通过多个级联的音频输入设备的控制器同步获取会议终端的音频参考信号，在音频信号传输的过程中抵消回声，进而传输清晰的本地语音给会场的听众，故减少了更多的性能消耗，也分担了系统同时消除多路回声的压力，使消除回声的方式较为简单。

Description

一种级联回声抵消系统及其控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种级联回声抵消系统及其控制方法及装置。
背景技术
在电子通信系统中，声学回声是指远端语音由近端的扬声器播放出来，通过多种路径反射后，再被麦克风重新拾取到，多路径的反射结果产生了不同延时的回声。为了在一个大型会议场景中使多个麦克风能传输出清晰的播放声音，故需设计出相关的回声抵消系统或方法。
目前市场上的回声抵消系统一般通过多个独立的麦克风同时采集音频信号到同一个会议终端设备，由会议终端统一处理多路回声消除算法，多个麦克风之间没有通过级联的方式传输音频信号，故无法使本地音频信号的回声在传输的过程中抵消掉，造成回声时延增加，另外，多个麦克风采集的音频信号传输到会议终端后，由会议终端统一处理多路回声问题，故性能消耗高，混响效应较为严重，使得应用场景受限，很难保证良好的会议通话效果；同时本地音频信号通过会议终端处理回声算法的芯片能力是有限，也容易造成算法难度增大，故回声处理的方法变得较为复杂。
发明内容
因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的回声消除方法一般通过会议终端接收到音频信号后统一处理回声数据，造成会议终端消除回声的算法难度增大，处理回声的方式较为复杂。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：
本发明实施例提供一种级联回声抵消系统，包括：会议终端，用于将音频数据解码、打包后，通过数据线传输给播放设备和距离所述会议终端最近的控制器；多个级联的音频输入设备，每个所述音频输入设备中设置有回声消除设备和所述控制器，所述控制器与回声消除设备连接；相邻所述音频输入设备中的所述控制器相互连接，与所述会议终端距离最近的所述控制器与所述会议终端连接。
可选地，所述级联回声抵消系统，所述音频输入设备还包括：混音设备，与所述回声消除设备连接。
可选地，所述级联回声抵消系统，所述音频输入设备还包括：音频接口，与所述混音设备连接。
可选地，所述级联回声抵消系统，所述音频输入设备还包括：咪头，与所述回声消除设备连接。
可选地，所述级联回声抵消系统，所述音频输入设备与所述会议终端的距离由近到远分布。
可选地，所述级联回声抵消系统，还包括：播放设备，与所述会议终端连接。
本发明实施例提供一种所述级联回声抵消系统的控制方法，包括如下步骤：
同步获取第一音频数据，所述第一音频数据为目标音频经会议终端和控制器传输得到；
根据所述第一音频数据，获取回声数据；
获取第二音频数据，所述第二音频数据为音频输入设备直接获取的目标音频；
根据所述第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；
播放所述第二音频数据。
可选地，所述级联回声抵消系统的控制方法，所述同步获取第一音频数据通过所述控制器逐级快速传输所述会议终端解码后的目标音频作为回声参考数据。
可选地，所述级联回声抵消系统的控制方法，所述根据所述第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理音频数据后传输第二音频数据；包括：
根据所述第一音频数据、回声数据，每个回声消除设备通过回声消除算法抵消回声；
相邻的音频输入设备获取的所述第二音频数据通过混音设备消除混响。
本发明实施例提供一种所述级联回声抵消系统的控制装置，包括如下单元：
第一获取单元，用于同步获取第一音频数据，所述第一音频数据为目标音频经会议终端和控制器传输得到；
第二获取单元，用于根据所述第一音频数据，获取回声数据；
第三获取单元，用于获取第二音频数据，所述第二音频数据为音频输入设备直接获取的目标音频；
传输单元，用于根据所述第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；
播放单元，用于播放所述第二音频数据。
可选地，所述级联回声抵消系统的控制装置，所述第一获取单元通过所述控制器逐级快速传输所述会议终端解码后的目标音频作为回声参考数据。
可选地，所述级联回声抵消系统的控制装置，所述传输单元，包括：
抵消模块，用于根据所述第一音频数据、回声数据，每个回声消除设备通过回声消除算法抵消回声；
消除模块，用于相邻的音频输入设备获取的所述第二音频数据通过混音设备消除混响。
本发明实施例技术方案，具有如下优点：
本发明提供一种级联回声抵消系统及其控制方法及装置，其中级联回声抵消系统，包括会议终端，用于将音频数据解码、打包后，通过数据线传输给播放设备和距离会议终端最近的控制器；多个级联的音频输入设备，每个音频输入设备中设置有回声消除设备和控制器，控制器与回声消除设备连接；相邻音频输入设备中的控制器相互连接，与会议终端距离最近的控制器与会议终端连接。本发明通过多个级联的音频输入设备的控制器同步获取会议终端的音频参考信号，在音频信号传输的过程中抵消回声，进而传输清晰的本地语音给会场的听众，故减少了更多的性能消耗，也分担了系统同时消除多路回声的压力，使消除回声的方式较为简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中级联回声抵消系统的结构框图；
图2为本发明实施例2中级联回声抵消系统的控制方法的流程图；
图3为本发明实施例2中级联回声抵消系统的控制方法的处理音频的流程图；
图4为本发明实施例3中级联回声抵消系统的控制装置的结构框图；
图5为本发明实施例3中级联回声抵消系统的控制装置的传输单元的结构框图。
附图标记：
1-会议终端； 23-混音设备；
2-音频输入设备； 24-音频接口；
21-回声消除设备； 25-咪头；
22-控制器； 3-播放设备。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种级联回声抵消系统，如图1所示，包括：会议终端1，用于将音频数据解码、打包后，通过数据线传输给播放设备3和距离会议终端1最近的控制器22；多个级联的音频输入设备2，每个音频输入设备2中设置有回声消除设备21和控制器22，控制器22与回声消除设备21连接；相邻音频输入设备2中的控制器22相互连接，与会议终端1距离最近的控制器22与会议终端1连接；播放设备3，与会议终端1连接。
具体地，会议终端1一般是指将视频或音频数据编码、打包后，然后通过网络或数据线传输给远端，并接受远端传来的数据。在本实施例中级联回声抵消系统的会议终端1主要接受远端的本地语音后将其解码、打包后，一路传输给播放设备3，另一路传输给与其距离最近的控制器22，控制器22的主要作用就是提供稳定的低时延参考信号给不同的音频输入设备2，此音频输入设备2用来拾取本地发言人的本地语音，由于每个音频输入设备2与播放设备3的距离不同，导致采集的回声时延不同，但是每一个音频输入设备2中的回声消除设备21的作用是通过单独的回声消除算法处理回声，这样可以由不同的算法单独分担回声消除设备21的性能和多路数的回声处理压力，从而不需要较为复杂的算法处理，故可以保证回声消除的稳定效果。而每个音频输入设备2中控制器22的作用主要负责同步复制两路音频回声参考数据，一路传输给本音频输入设备2中的回声消除设备21，另一路传输给与其相邻的下个音频输入设备2的控制器22。
作为一种实现方式，本实施例中级联回声抵消系统，音频输入设备2还包括：混音设备23，与回声消除设备21连接。混音设备23用于将多个音频输入设备2获取的本地目标音频在回声消除后，把相邻的下个音频输入设备2拾取的目标音频和本音频输入设备2拾取的声音进行智能加权混音，混音之后由于多个级联的音频输入设备2在混音之后，音频数据由于在传输的过程中每一级会存在非常小的时延，逐级传输过后会慢慢累积，再单独处理混响效果，最后把清晰的目标音频传输给会议终端1，再通过播放设备3完成播放出声音。
作为一种实现方式，本实施例中级联回声抵消系统，音频输入设备2还包括：音频接口24，与混音设备23连接。音频接口24是连接麦克风和其他声源与计算机的设备，在模拟和数字信号之间起到了桥梁连接的作用。本实施例中的音频接口24主要作用是在混音设备23消除音频数据的混响后将其传输给会议终端1。
作为一种实现方式，本实施例中级联回声抵消系统，音频输入设备2还包括咪头25，与回声消除设备21连接，咪头25是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，是和喇叭正好相反的一个器件，本实施例中的咪头25用于将本地发言人的声音信号转换成电信号，同时也转换由播放设备3传输回来的回声信号。
作为一种实现方式，本实施例中级联回声抵消系统，音频输入设备2与会议终端1的距离由近到远分布。
具体地，由于在一个大型会议场景中，一个音频输入设备2的拾音距离有限，所以就需要多个音频输入设备2采取级联的方式同时采集本地语音来满足扩展拾音范围。而本实施例中的级联回声抵消系统先传输回声音频参考信号给与其最近的音频输入设备2，再逐级传输给下一个音频输入设备2，从而实现每个音频输入设备2接收的回声音频参考信号同步，所以音频输入设备2与会议终端1的距离由近到远分布。
实施例2
本实施例提供一种级联回声抵消系统的控制方法，应用于实施例1中的级联回声抵消系统，如图2所示，包括如下步骤：
S21、同步获取第一音频数据，第一音频数据为目标音频经会议终端和控制器传输得到；上述同步获取第一音频数据通过控制器逐级快速传输会议终端解码后的目标音频作为回声参考数据。具体地，与会议终端距离最近的控制器获取第一音频数据后，控制器逐级快速传输所获取的第一音频数据，为了提供稳定的低时延回声参考信号给多个不同的音频输入设备，从而保证音频输入设备接收到的的回声参考信号同步。
S22、根据第一音频数据，获取回声数据；因为第一音频数据通过会议终端解码后传输给播放设备，播放设备在播放出声音后由于声音通过多种路径反射后，多路径的反射结果产生了不同延时的回声，再被音频输入设备重新拾取到。
S23、获取第二音频数据，第二音频数据为音频输入设备直接获取的目标音频；因为本地发言人讲话的声音是连贯的语言，在第一音频数据传输过后，还需继续传输第二音频数据作为会议场景中清晰的目标音频，即为发言人发出没有回声的音频。
S24、根据第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；
作为一种实现方式，本实施例中的级联环回控制系统，如图3所示，根据第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；包括：
S241、根据第一音频数据、回声数据，每个回声消除设备通过回声消除算法抵消回声；
S242、相邻的音频输入设备获取的第二音频数据通过混音设备消除混响。
具体地，因为第一音频数据作为音频回声参考信号，同时还获取了真实的回声数据和第二音频数据，利用参考回声和真实回声之间的相关性通过回声消除算法抵消除掉回声。音频输入设备与会议终端的距离是由近及远通过级联的方式分布，在相邻的两个音频输入设备获取第二音频数据后，需要将下级音频输入设备采集的数据和本级采集的数据进行加权混音，此处的下级指与本音频输入设备相邻的音频设备，本级指本音频输入设备，混音之后的数据由于每一级传输存在一个非常小的延时，逐级传输过后，音频数据会慢慢累积，所以混音设备进行混响消除，最终实现本地发言人的语音被清晰地传输。
S25、播放第二音频数据。播放设备把处理后清晰的音频数据通过播放设备进行放大，传输给会场所有的听众。
实施例3
本实施例提供一种级联回声抵消系统的控制装置，与实施例2中的级联回声抵消系统的控制方法相对应，如图4所示，本实施例中的级联回声抵消系统的控制装置包括如下单元；
第一获取单元41，用于同步获取第一音频数据，第一音频数据为目标音频经会议终端和控制器传输得到；
第二获取单元42，用于根据第一音频数据，获取回声数据；
第三获取单元43，用于获取第二音频数据，第二音频数据为音频输入设备直接获取的目标音频；
传输单元44，用于根据第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；
播放单元45，用于播放第二音频数据。
作为一种实现方式，本实施例中的级联回声抵消系统的控制装置，第一获取单元41通过控制器逐级快速传输会议终端解码后的目标音频作为回声参考数据。
作为一种实现方式，本实施例中的级联回声抵消系统的控制装置，传输单元44，包括：
抵消模块441，用于根据第一音频数据、回声数据，每个回声消除设备通过回声消除算法抵消回声；
消除模块442，用于相邻的音频输入设备获取的第二音频数据通过混音设备消除混响。
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 (12)

1.一种级联回声抵消系统，其特征在于，包括：
会议终端，用于将音频数据解码、打包后，通过数据线传输给播放设备和距离所述会议终端最近的控制器；
多个级联的音频输入设备，每个所述音频输入设备中设置有回声消除设备和所述控制器，所述控制器与回声消除设备连接；相邻所述音频输入设备中的所述控制器相互连接，与所述会议终端距离最近的所述控制器与所述会议终端连接，其中，每个所述音频输入设备中的所述回声消除设备通过单独的回声消除算法处理回声，每个所述音频输入设备中的所述控制器用于复制两路音频回声参考数据，一路传输给本音频输入设备中的回声消除设备，另一路传输给与其相邻的下个音频输入设备的控制器。
2.根据权利要求1所述级联回声抵消系统，其特征在于，所述音频输入设备还包括：混音设备，与所述回声消除设备连接。
3.根据权利要求2所述级联回声抵消系统，其特征在于，所述音频输入设备还包括：音频接口，与所述混音设备连接。
4.根据权利要求1或2所述级联回声抵消系统，其特征在于，所述音频输入设备还包括：咪头，与所述回声消除设备连接。
5.根据权利要求1或2所述级联回声抵消系统，其特征在于，所述音频输入设备与所述会议终端的距离由近到远分布。
6.根据权利要求1或2所述级联回声抵消系统，其特征在于，还包括：播放设备，与所述会议终端连接。
7.一种权利要求1-6任一项所述级联回声抵消系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
同步获取第一音频数据，所述第一音频数据为目标音频经会议终端和控制器传输得到；
根据所述第一音频数据，获取回声数据；
获取第二音频数据，所述第二音频数据为音频输入设备直接获取的目标音频；
根据所述第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；
播放所述第二音频数据。
8.根据权利要求7所述控制方法，其特征在于，所述同步获取第一音频数据通过所述控制器逐级快速传输所述会议终端解码后的目标音频作为回声参考数据。
9.根据权利要求7所述控制方法，其特征在于，所述根据所述第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理音频数据后传输第二音频数据；包括：
根据所述第一音频数据、回声数据，每个回声消除设备通过回声消除算法抵消回声；
相邻的音频输入设备获取的所述第二音频数据通过混音设备消除混响。
10.一种权利要求1-6任一项所述级联回声抵消系统的控制装置，其特征在于，包括如下单元：
第一获取单元，用于同步获取第一音频数据，所述第一音频数据为目标音频经会议终端和控制器传输得到；
第二获取单元，用于根据所述第一音频数据，获取回声数据；
第三获取单元，用于获取第二音频数据，所述第二音频数据为音频输入设备直接获取的目标音频；
传输单元，用于根据所述第一音频数据、回声数据和第二音频数据，处理全部音频数据后逐级传输第二音频数据；
播放单元，用于播放所述第二音频数据。
11.根据权利要求10所述级联回声抵消系统的控制装置，其特征在于，所述第一获取单元通过所述控制器逐级快速传输所述会议终端解码后的目标音频作为回声参考数据。
12.根据权利要求10所述级联回声抵消系统的控制装置，其特征在于，所述传输单元，包括：
抵消模块，用于根据所述第一音频数据、回声数据，每个回声消除设备通过回声消除算法抵消回声；
消除模块，用于相邻的音频输入设备获取的所述第二音频数据通过混音设备消除混响。
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