CN107045872B - 通话回声的识别方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通话回声的识别方法和装置，涉及通信领域。其中的方法包括：采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号；采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号；判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率；如果具有同频的音频频率，则进一步判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化；如果同比变化，则识别出通话中存在回声。从而准确可靠地识别出是否存在通话回声。

Description

通话回声的识别方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种通话回声的识别方法和装置。
背景技术
通话过程中，通话远端讲话者声音通过网络传送至通话近端，通话远端讲话者声音经过通话近端扬声器放大后播出声音。然后，通话近端扬声器播放的声音，可能在通话近端经过回声路径形成回声,进入到近端的麦克风话筒内。通话近端讲话者声音、回声以及噪声组成混合音频信号向远端回送声音。通话远端讲话者除了听到通话近端的讲话者声音，还会听到通话远端讲话者自己的回声。通话回声的产生过程如图1所示。
目前回声的识别办法，一种是回声抑制器通过简单的比较器，分别对接收到准备由扬声器播放的声音电平以及当前话筒拾取声音的电平分别进行分析判断；如果前者高于某个阈值，说明远端开始讲话，此时声音被允许传至扬声器，而话筒被关闭、以使远端听不到自己的回声；如果后者高于某个阈值，说明近端开始讲话，扬声器被禁止，同样可使近端听不到自己的回声。这样简单地通过音频电平大小判断是否有回声，不准确可靠。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是：如何准确可靠地识别出是否存在通话回声。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种通话回声的识别方法，包括：采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号；采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号；判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率；如果具有同频的音频频率，则进一步判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化；如果同频音频的振幅同比变化，则识别出通话中存在回声。
在一些实施例中，判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率包括：将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号，根据混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号确定是否具有同频的音频频率。
在一些实施例中，判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化包括：调节通话近端的扬声器放大的倍率；采集调节后送达通话近端的进入扬声器前的第二远端音频信号；采集调节后通话近端的传声器传出后的第二混合音频信号；根据所述远端音频信号和所述混合音频信号确定所述同频音频的第一幅度变化比例；根据所述第二远端音频信号和所述第二混合音频信号确定所述同频音频的第二幅度变化比例；根据第一幅度变化比例和第二幅度变化比例确定混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化。
在一些实施例中，转化为频域信号的方法包括离散傅里叶变换DFT或快速傅里叶变换FFT。
在一些实施例中，如果不具有同频的音频频率或者如果同频音频的振幅不同比变化，则识别出通话中不存在回声。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种通话回声的识别装置，包括：远端音频信号采集模块，用于采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号；混合音频信号采集模块，用于采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号；音频频率判断模块，用于判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率；音频振幅判断模块，用于如果具有同频的音频频率，则进一步判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化；回声识别模块，用于如果同频音频的振幅同比变化，则识别出通话中存在回声。
在一些实施例中，音频频率判断模块包括：时频信号转化单元，用于将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号；同频判断单元，用于根据混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号确定是否具有同频的音频频率。
在一些实施例中，装置还包括扬声器调节模块，用于调节通话近端的扬声器放大的倍率；远端音频信号采集模块还用于采集调节后送达通话近端的进入扬声器前的第二远端音频信号；混合音频信号采集模块还用于采集调节后通话近端的传声器传出后的第二混合音频信号；音频振幅判断模块还包括：幅度变化比例确定单元，用于根据远端音频信号和混合音频信号确定同频音频的第一幅度变化比例，并根据第二远端音频信号和第二混合音频信号确定同频音频的第二幅度变化比例；振幅变化比例判断单元，用于根据第一幅度变化比例和第二幅度变化比例判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化。
在一些实施例中，时频信号转化单元包括DFT运算单元或FFT运算单元。
在一些实施例中，回声识别模块还用于如果不具有同频的音频频率或者如果同频音频的振幅不同比变化，则识别出通话中不存在回声。
本发明至少具有以下优点：
通过判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率且混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化，能够准确可靠地识别出通话中是否存在回声。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出通话过程中回声的产生过程。
图2示出本发明通话回声的识别方法的一个实施例的流程示意图。
图3示出本发明判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率的一个实施例的流程示意图。
图4示出本发明判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化的一个实施例的流程示意图。
图5示出本发明通话回声的识别装置的一个实施例的结构示意图。
图6示出本发明音频频率判断模块的一个实施例的结构示意图。
图7示出本发明通话回声的识别装置的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
下面结合图2描述本发明一个实施例的通话回声的识别方法。
图2示出本发明通话回声的识别方法的一个实施例的流程示意图。如图2所示，该实施例的通话回声的识别方法包括：
步骤S202，采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号。送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号的采集位置在图1中示意性地示出。
步骤S204，采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号。通话近端的传声器传出后的混合音频信号的采集位置也在图1中示意性地示出。
步骤S206，判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率。
如果不具有同频的音频频率，说明不存在回声，则执行步骤S212，如果具有同频的音频频率，则说明可能存在回声，需要执行步骤S208进一步判断。
步骤S208，判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化。
如果同频音频的振幅同比变化，说明存在回声，则执行步骤S210，如果同频音频的振幅不同比变化，说明不存在回声，则执行步骤S212。
步骤S210，识别出通话中存在回声。
步骤S212，识别出通话中不存在回声。
相比于回声抑制器简单地通过音频电平大小判断是否有回声，本发明首先判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率，再进一步进行混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅判断，识别方法更加准确、可靠。
下面结合图3详细描述判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率的过程。
图3示出本发明判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率的一个实施例的流程示意图。如图3所示，判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率的方法包括：
步骤S3062，将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号。假设音频信号的频率为4KHz，根据奈奎斯特准则计算出该音频信号的奈奎斯特频率为8KHz。即，采样频率不低于8KHz就可以利用DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅立叶变换)或FFT(FastFourier Transformation，快速傅立叶变换)计算出混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号。
步骤S3064，根据混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号确定是否具有同频的音频频率。
通过将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号，可以对混合音频信号与远端音频信号是否具有同频信号作出有效的判断。同时，通过对混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率作出判断，可以对是否存在回声作出初步的识别判断。如果混合音频信号与远端音频信号不具有同频的音频频率，就可以识别出不存在通话回声。如果混合音频信号与远端音频信号具有同频的音频频率，则可以继续进行同频音频的振幅是否同比变化。
下面结合图4详细描述判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化的过程。
图4示出本发明判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化的一个实施例的流程示意图。如图4所示，判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化包括：
步骤S4082，调节通话近端的扬声器放大的倍率。例如，在实际应用中，扬声器放大倍率可以有0、1％、50％、75％、100％等音量控制调节档位。如果前一次采集远端音频信号和混合音频信号时扬声器放大倍率为100％，此时可以将扬声器放大倍率调节为50％。
步骤S4083，采集调节后送达通话近端的进入扬声器前的第二远端音频信号。采集信号的位置与采集远端音频信号的位置相同。
步骤S4084，采集调节后通话近端的传声器传出后的第二混合音频信号。采集信号的位置与采集混合音频信号的位置相同。
步骤S4085，根据调整前的远端音频信号和混合音频信号确定同频音频的第一幅度变化比例。例如，计算出远端音频信号和混合音频信号，两者之间同样频率部分的信号振幅，混合音频信号与远端音频信号之间的同频音频第一幅度变化比例为4：1。
步骤S4086，根据调整后的第二远端音频信号和第二混合音频信号确定同频音频的第二幅度变化比例。例如，计算出第二远端音频信号和第二混合音频信号同样频率部分的信号振幅之间的同频音频二幅度变化比例为2：1。
步骤S4087，根据第一幅度变化比例和第二幅度变化比例确定混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化。例如，如果扬声器放大倍率变化比率，与第一幅度变化比例和第二幅度变化比例之间的变化比率规律相同，则可以识别出通话中存在回声；如果扬声器放大倍率变化比率，与第一幅度变化比例和第二幅度变化比例之间的变化比率规律大不相同，则可以识别出通话中不存在回声。”
通过对混合音频信号与远端音频信号中的同频音频的振幅变化关系作出判断，可以对是否存在回声作出进一步的识别。如果混合音频信号与远端音频信号的同频频率的振幅同比变化，就可以识别出存在通话回声。如果混合音频信号与远端音频信号的同频频率的振幅不同比变化，就可以识别出不存在通话回声。
下面结合图5描述本发明一个实施例的通话回声的识别装置。
图5示出本发明通话回声的识别装置的一个实施例的结构示意图。如图5所示，该实施例的通话回声的识别装置50包括：
远端音频信号采集模块502，用于采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号和第二远端音频信号。
混合音频信号采集模块504，用于采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号和第二混合音频信号。
音频频率判断模块506，用于判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率。
音频振幅判断模块508，用于如果具有同频的音频频率，则进一步判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化。
回声识别模块510，用于如果同频音频的振幅同比变化，则识别出通话中存在回声。如果同比变化，则识别出通话中存在回声。
下面结合图6描述本发明一个实施例的音频频率判断模块。
图6示出本发明音频频率判断模块的一个实施例的结构示意图。如图6所示，该实施例的音频频率判断模块506包括：
时频信号转化单元6062，用于将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号。例如，时频信号转化单元可以包括DFT运算单元或FFT运算单元。
同频判断单元6064，用于根据混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号确定是否具有同频的音频频率。
下面结合图7描述本发明另一个实施例的通话回声的识别装置。
图7示出本发明通话回声的识别装置的另一个实施例的结构示意图。如图7所示，该实施例的通话回声的识别装置70还包括扬声器调节模块512，用于调节通话近端的扬声器放大的倍率。
其中，音频振幅判断模块508包括：
幅度变化比例确定单元7082，用于根据调整前的远端音频信号和第二远端音频信号确定同频音频的第一幅度变化比例，并根据调整前的混合音频信号和第二混合音频信号确定同频音频的第二幅度变化比例；
振幅变化比例判断单元7084，用于根据第一幅度变化比例和第二幅度变化比例判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通话回声的识别方法，包括：
采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号；
采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号；
判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率；
如果具有同频的音频频率，则进一步判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化；具体包括：调节通话近端的扬声器放大的倍率；采集调节后送达通话近端的进入扬声器前的第二远端音频信号；采集调节后通话近端的传声器传出后的第二混合音频信号；根据所述远端音频信号和所述混合音频信号确定所述同频音频的第一幅度变化比例；根据所述第二远端音频信号和所述第二混合音频信号确定所述同频音频的第二幅度变化比例；根据第一幅度变化比例和第二幅度变化比例确定混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否随所述倍率同比变化；
如果同频音频的振幅同比变化，则识别出通话中存在回声。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率包括：
将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号，根据混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号确定是否具有同频的音频频率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转化为频域信号的方法包括离散傅里叶变换DFT或快速傅里叶变换FFT。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果不具有同频的音频频率或者如果同频音频的振幅不同比变化，则识别出通话中不存在回声。
5.一种通话回声的识别装置，包括：
远端音频信号采集模块，用于采集送达通话近端的进入扬声器前的远端音频信号；
混合音频信号采集模块，用于采集通话近端的传声器传出后的混合音频信号；
音频频率判断模块，用于判断混合音频信号与远端音频信号是否具有同频的音频频率；
音频振幅判断模块，用于如果具有同频的音频频率，则进一步判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否同比变化；具体用于：调节通话近端的扬声器放大的倍率；采集调节后送达通话近端的进入扬声器前的第二远端音频信号；采集调节后通话近端的传声器传出后的第二混合音频信号；根据所述远端音频信号和所述混合音频信号确定所述同频音频的第一幅度变化比例，并根据所述第二远端音频信号和所述第二混合音频信号确定所述同频音频的第二幅度变化比例；根据第一幅度变化比例和第二幅度变化比例判断混合音频信号和远端音频信号中的同频音频的振幅是否随所述倍率同比变化；
回声识别模块，用于如果同频音频的振幅同比变化，则识别出通话中存在回声。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述音频频率判断模块包括：
时频信号转化单元，用于将混合音频信号与远端音频信号分别转化为频域信号；
同频判断单元，用于根据混合音频信号的频域信号和远端音频信号的频域信号确定是否具有同频的音频频率。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时频信号转化单元包括DFT运算单元或FFT运算单元。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，回声识别模块还用于如果不具有同频的音频频率或者如果同频音频的振幅不同比变化，则识别出通话中不存在回声。
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