CN107316652A - 侧音消除方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种侧音消除方法及装置，涉及语音通信领域。其中的方法包括：确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置；调整所述原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与所述侧音的波形具有相近的振幅；确定所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系；根据所述起始位置以及所述相位关系，利用所述接收语音波形及所述调整后的发送语音波形进行侧音消除。从而提供了一种更加优化的侧音消除方法。
Description
技术领域
本发明涉及语音通信领域，特别涉及一种侧音消除方法及装置。
背景技术
在语音通信领域，尤其是电话通话中，侧音是影响通话质量的一个很重要的因素。
在电话机中，原始话音通过送话器把声音信号转化为电信号，经通信线路一路传送到对方，一路回传到本方受话器，使讲话人能听到自己的声音，这就是侧音。侧音的存在有不利因素，侧音较大时能引起啸叫振鸣，影响通话的进行。
在实际通话过程中，用户实际听到的声音是本方侧音与对方语音的混合声音，消侧音就是从接收到的声音中消除本方的侧音。
发明内容
本发明解决的一个技术问题是，如何提供更加优化的侧音消除方法。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种侧音消除方法，其特征在于，包括：确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置；调整原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与侧音的波形具有相近的振幅；确定调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系；根据起始位置以及相位关系，利用接收语音波形及调整后的发送语音波形进行侧音消除。
在一些实施例中，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置包括：通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；移动原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组之间的相对元素位置，分别计算原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组在元素位置重叠部分的自相关系数；根据自相关系数最大时所对应的元素位置移动情况，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
在一些实施例中，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置包括：对特定的发送消息进行调制生成原始发送语音波形；对接收语音波形进行解调获得接收消息；通过特定的发送消息在接收消息中出现的位置，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
在一些实施例中，调整原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与侧音的波形具有相近的振幅包括：通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；计算接收语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值与原始发送语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值的比值，N为正整数；将原始发送语音波形的采样数组与比值相乘，以调整原始发送语音的波形。
在一些实施例中，确定调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系包括：通过相同的采样频率，分别对调整后的发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得调整后的发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；根据N个预设值，分别将调整后的发送语音波形的采样数组后移N个预设值对应的元素位置，然后分别与接收语音波形的采样数组相加、相减得到2N个数组，N为正整数；在2N个数组的各个数组中确定各自的最大值，并在各个数组的最大值中确定最小值；如果最小值是和值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向。
在一些实施例中，确定调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系还包括：如果最小值是差值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向。
在一些实施例中，根据起始位置以及相位关系，利用接收语音波形及调整后的发送语音波形进行侧音消除包括：将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相加；对相加后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
在一些实施例中，根据起始位置以及相位关系，利用接收语音波形及调整后的发送语音波形进行侧音消除包括：将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相减；对相减后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种侧音消除装置，包括：起始位置确定模块，用于确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置；振幅调整模块，用于调整原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与侧音的波形具有相近的振幅；相位关系确定模块，用于确定调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系；侧音消除模块，用于根据起始位置以及相位关系，利用接收语音波形及调整后的发送语音波形进行侧音消除。
在一些实施例中，起始位置确定模块用于：通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；移动原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组之间的相对元素位置，分别计算原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组在元素位置重叠部分的自相关系数；根据自相关系数最大时所对应的元素位置移动情况，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
在一些实施例中，起始位置确定模块用于：对特定的发送消息进行调制生成原始发送语音波形；对接收语音波形进行解调获得接收消息；通过特定的发送消息在接收消息中出现的位置，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
在一些实施例中，振幅调整模块用于：通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；计算接收语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值与原始发送语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值的比值，N为正整数；将原始发送语音波形的采样数组与比值相乘，以调整原始发送语音的波形。
在一些实施例中，相位关系确定模块用于：通过相同的采样频率，分别对调整后的发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得调整后的发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；根据N个预设值，分别将调整后的发送语音波形的采样数组后移N个预设值对应的元素位置，然后分别与接收语音波形的采样数组相加、相减得到2N个数组,N为正整数；在2N个数组的各个数组中确定各自的最大值，并在各个数组的最大值中确定最小值；如果最小值是和值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向。
在一些实施例中，相位关系确定模块还用于：如果最小值是差值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向。
在一些实施例中，侧音消除模块用于：将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相加；对相加后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
在一些实施例中，侧音消除模块还用于：将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相减；对相减后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
根据本发明实施例的再一个方面，提供了一种侧音消除装置，其特征在于，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述的侧音消除方法。
根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现前述的侧音消除方法。
本发明中，首先通过波形对齐，在接收语音波形中找出与发送语音波形相对应的起始位置；然后，通过幅值调整，将发送语音波形与侧音波形进行幅值一致化处理，目的是使得两列波形更趋近，尽量减小接收语音波形与发送语音波形的数据残差，方便后续的计算和处理；再然后，通过相位确认，确定侧音波形与发送语音波形的相位关系是同相还是反相。最后，通过侧音消除，将侧音从接收语音中剔除。从而提供了一种更加优化的侧音消除方法及装置。
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示出发明一个实施例的侧音消除方法的流程示意图。
图2示出原始发送语音波形与接收语音波形的示意图。
图3示出原始发送语音波形与接收语音波形的对齐示意图。
图4示出本发明一个实施例的幅值调整的示意图。
图5示出本发明一个实施例的相位确认过程中偏移值的示意图。
图6示出本发明侧音消除装置的一个实施例的结构示意图。
图7示出本发明侧音消除装置的另一个实施例的结构图。
图8示出本发明侧音消除装置的又一个实施例的结构图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
首先介绍在本发明实施例的描述中涉及到的几个重要名词的含义。
发送语音：在电话通话过程中，用户A从话筒输入的语音。
接收语音：在电话通话过程中，用户A从听筒接收到的语音；
侧音：发送语音经过通信线路传送回用户A的语音。
下面结合图1介绍本发明一个实施例的侧音消除方法。
图1示出发明一个实施例的侧音消除方法的流程示意图。如图1所示，该实施例的侧音消除包括：
步骤S102，波形对齐。即，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
由侧音的产生原因可知，侧音的产生在时间上必定迟于原始发送语音，为达到消除侧音的目的，首先必须找到原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置，波形对齐就是在接收语音波形中找出原始发送语音波形的起始位置。
步骤S104，幅值调整。即，调整原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与侧音的波形具有相近的振幅。
包含侧音的接收语音的波形与原始发送语音的波形在幅值上很可能是不一致的，为保证侧音消除时不引起接收语音波形发生幅值较大的变动，应尽量使调整后的发送语音的波形幅值与侧音的波形幅值相一致，这即是幅值调整的主要功能。
步骤S106，相位确认。即，确定调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系。
波形对齐只是初步确定了侧音在接收语音波形中的位置，由于调制算法和波形传输本身的特点，确定的侧音位置对应的接收语音波形不一定是原始发送语音波形的起始位置，一般是原始发送语音波形偏移起始点的某个位置。我们可以根据实验结果或实践经验，预设偏移范围的经验值。在相位确认过程中，对预设的经验值进行验证，获得接收语音波形中侧音起始位置在原始发送语音波形中对应的确切位置并确定侧音与原始发送语音的波形的相位关系。
步骤S108，侧音消除。即，根据起始位置以及相位关系，利用接收语音波形及调整后的发送语音波形进行侧音消除。
确定起始位置和相位关系后，对接收语音波形从侧音位置起，去除对应的原始波形，即可得到消除侧音后的语音波形。
上述实施例中，首先通过波形对齐，在接收语音波形中找出与发送语音波形相对应的起始位置；然后，通过幅值调整，将发送语音波形与侧音波形进行幅值一致化处理，目的是使得两列波形更趋近，尽量减小接收语音波形与发送语音波形的数据残差，方便后续的计算和处理；再然后，通过相位确认，确定侧音波形与发送语音波形的相位关系是同相还是反相。最后，通过侧音消除，将侧音从接收语音中剔除。上述实施例提供了一种更加优化的侧音消除方法及装置，能够取得更优良的侧音消除效果，提高了语音通话的用户体验。
同时，上述实施例可以完全通过软件方法来实现。相比于目前广泛应用的硬件消侧音技术，例如变量器消侧音、电桥平衡消侧音、相位抵消消侧音等消侧音电路，利用软件实现侧音消除方法具有诸多优势。其一，对于高频音频，利用软件实现侧音消除方法比硬件消侧音电路具有更好的消侧音效果。其二，无论通话电路是否存在侧音，硬件消侧音电路都会进行消侧音处理，对于接收语音的线性损耗较高；而利用软件实现侧音消除方法，在线路无侧音时，对接收语音损耗较小，对于接收语音的线性保持度较高。其三，利用软件实现侧音消除方法相对于硬件消侧音电路来说，可降低功耗和成本，具有更高的灵活性。
下面介绍本发明一个实施例的波形对齐步骤。该实施例的波形对齐步骤S102包括：
首先，对特定的发送消息进行调制生成原始发送语音波形。
然后，对接收语音波形进行解调获得接收消息。
最后，通过特定的发送消息在接收消息中出现的位置，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
下面举一个具体的应用例进行说明。
例如，在打通电话后某时刻，一方开始连续发送采用某种调制算法对一组固定数据(例如C)调制得到的波形，并同时将接收音频进行录音(即保存数据)，录音期间电话另一方静音。这样录制的接收音频主要包含侧音，通过对接收音频进行逐点解调，可以获得每个调制后的数据(例如C’)，将每一个解调后的数据与原始编码数据进行对比，第一个解调值为C的点的位置认为是侧音出现的位置，即初步找到侧音在接收语音波形中出现的位置，即“在接收语音波形中找到与发送语音波形相一致的波形的起始点”。上述提到的编解码方式可以选用任何一种调制解调算法，如FSK等。
本领域技术人员应理解，上述实施例在进行波形对齐的过程中可能需要对语音波形进行模数转换。例如，对波形的采样率是8k，那么1ms是8个采样点，数据点序列中的数据点就是采样点，例如发送1秒接收1秒，那么获取的数据点序列就是8000个点，如果接收序列中从第70个点开始出现波形与发送的特征波形一致，那么可以确定此处就是波形对齐的位置。图2示出原始发送语音波形与接收语音波形的示意图，图中上方为原始发送语音波形，下方为接收语音波形。图3示出原始发送语音波形与接收语音波形的对齐示意图，图中虚线为原始发送语音波形，实线为接收语音波形。这里的接收语音波形为单纯的侧音，不包含通话对方发来的语音波形。
原始发送语音波形的数据点序列记为数组A1，接收语音波形的数据点序列记为数组A2，数据点序列总数，即数组长度为n，记为公式(1)：
A1[n]＝{x0,x1,x2,x3,......,xn-1}
A2[n]＝{x0,x1,x2,x3,......,xn-1} (1)
原始发送语音波形与接收语音波形)需要同时记录，且能保证录音的各个数据在真实时间轴上一一对应。所以对接收语音波形解码，与编码数据对比，可以在接收语音波形中找到与发送语音波形相一致的波形的起始点。例如图3中的对齐波形中的接收语音波形的t1点对应原始发送语音波形的t0点，接收语音波形的tm点对应原始发送语音波形的tn点，截取所有对应点，即原始发送语音波形取t0-tm之间所有数据点，接收语音波形取t1-tn之间所有数据点，而原始发送语音波形的t0对应原始发送语音波形数据点序列A1的x0点，接收语音波形的t1对应接收语音波形数据点序列A2的xg点，则数据点的对应关系为A1的x0对应A2的xg，A1的x1对应A2的xg+1，依次类推，得公式(2)，其中，n为发送语音波形中t0-tn之间所有数据点总数，k为接收语音波形中t1-tn之间所有数据点总数，g为接收语音波形中t1与0点间的数据点个数(不包含t1点数据)。
A1[k]＝{x0,x1,x2,x3,......,xn-1-g}
A2[k]＝{xg,x1,x2,x3,......,xn-1} k＝n-g (2)
取A1的数据点序列x0-xn-g-1记为数组B1，取A2的数据点序列xg-xn-1记为数组B2，将数组B1、B2的数据点重新计数，各有n-g个数据点，如公式(3)所示：
B1[k]＝{x0,x1,x2,x3,......,xk-1}
B2[k]＝{x0,x1,x2,x3,......,xk-1} k＝n-g (3)
上述实施例中，通过对波形采样以及对消息调制解调的方式实现波形对齐，可以较为准确的确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置，从而提升侧音消除效果。
下面介绍本发明另一个实施例的波形对齐步骤。该实施例的波形对齐步骤S102包括：
首先，通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组。
然后，移动原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组之间的相对元素位置，分别计算原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组在元素位置重叠部分的自相关系数。
最后，根据自相关系数最大时所对应的元素位置移动情况，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
下面举一个具体的应用例进行说明。
该实施例的核心思想是计算发送语音波形和接收语音波形的相关性，二者相关性越高，线路侧音越大；二者相关性越低，线路侧音越小。
理想情况下，接收语音波形仅仅是发送语音波形的侧音，同时开始记录发送语音波形与接收语音波形的数据，且记录时间要足够长，使得接收语音波形包含发送语音波形的一部分侧音。发送语音波形的各个数据点记录为数组X，如公式(4)所示。接收语音波形的各个数据点记录为数组Y，如公式(5)所示。两列波形等长，均包含N个数据元素。
X[N]＝{x0,x1,x2,...,xn-1} (4)
Y[N]＝{y0,y1,y2,...,yn-1} (5)
由侧音定义可知，侧音在时间上必定晚于原始音频，侧音可看作是原始音频后移一定时间后的音频，二者时间可通过自相关计算，考量二者关系。侧音数组Y中必定从某一点开始的一段音频数据，与数组X的第一个元素开始的一段音频数据相对应，为寻找此起始点，数组Y从第一个元素开始，每次取点的起始点后移一个，与X中对应数量的元素做相关性计算。
1、第一次取两个数组的全体元素，两数组元素数量为N，如公式(6)、(7)所示：
X1[N]＝{x0,x1,x2,...,xn-1} (6)
Y1[N]＝{y0,y1,y2,...,yn-1} (7)
计算数组X1与Y1所有元素的平均值，为数组X1的所有元素的平均值，为数组Y1的所有元素的平均值，如公式(8)、(9)所示：
再计算两数组的标准差，σX1为数组X1的所有元素的标准差，σY1为数组Y1的所有元素的标准差，如公式(10)、(11)所示：
再计算数组X1和数组Y1的协方差，如公式(12)所示：
最后计算数组X1和数组Y1的自相关系数，如公式(13)所示：
2、第二次取数时，数组X从第一个元素开始取数，元素数量为N-1，得到数组X2，数组Y从第二个元素开始取数，元素数量为N-1，得到数组Y2，如公式(14)、(15)所示：
X2[N-1]＝{x0,x1,x2,...,xn-2} (14)
Y2[N-1]＝{y1,y2,y3,...,yn-1} (15)
依照以上计算顺序，计算数组X2和数组Y2的自相关系数，如公式(16)所示：
3、第三次取数时，数组X从第一个元素开始取数，元素数量为N-2，得到数组X3，数组Y从第三个元素开始取数，元素数量为N-2，得到数组Y3，如公式(17)、(18)所示：
X3[N-2]＝{x0,x1,x2,...,xn-3} (17)
Y3[N-2]＝{y2,y3,y4,...,yn-1} (18)
依照以上计算顺序，计算数组X3和数组Y3的自相关系数，如公式(19)所示：
依次类推，最后可得若干个自相关系数，其中，自相关系数最高的一个为原始发送语音波形与接收语音波形的对应波形起始点，且自相关系数的正负代表原始发送语音波形与接收语音波形的相位相同或相反。这样就可得到侧音相对于原始发送语音波形滞后的点数，再对应采样率可知侧音相对于原始发送语音波形滞后的时间，以及二者的相位关系。
确定侧音相对于原始发送语音波形滞后的时间，以及二者的相位关系后，即可进行消侧音计算。消侧音计算例如可以是反复计算侧音数据与原始发送语音数据的残差，以及该残差与原始发送语音数据的相关性来确认的。例如：计算侧音数据与原始发送语音数据的残差，即用侧音数据减去对应的原始发送语音数据；将残差与原始发送数据做相关性计算；如果相关性系数大于评估阈值，则将残差数据作为新的侧音数据，重复上述步骤，直至相关性系数低于评估阈值，则认为侧音消除成功。
上述实施例中，通过计算自相关系数的方式实现波形对齐，可以更加准确的确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置，从而显著提升侧音消除效果。
下面介绍本发明一个实施例的幅值调整步骤。该实施例的幅值调整步骤S104包括：
首先，通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组。
然后，计算接收语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值与原始发送语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值的比值。
最后，将原始发送语音波形的采样数组与比值相乘，以调整原始发送语音的波形。
下面举一个具体的应用例进行说明。
图4示出一个实施例的幅值调整的示意图。其中，上方的长虚线表示幅值调整前的原始发送语音波形，上方的短虚线表示幅值调整后的发送语音波形，下方的实线表示接收语音波形。具体在计算两列波的最大幅值时，可以使用的是极大值平均值。即取公式(3)中两个数组的前10个极大值，数组B1的前十个极大值记为数组M1，数组B2的前十个极大值记为数组M2，如公式(20)所示：
M1[10]＝{max0,max1,max2,max3,max4,max5,max6,max7,max8,max9}
M2[10]＝{max0',max1',max2',max3',max4',max5',max6',max7',max8',max9'} (20)
可选的，为了避免将噪点计算进来减少误差，在公式(20)的两个数组10个极大值中去除掉1个极大值和1个极小值，求其它8个极大值的平均值，记为AVE1和AVE2，如公式(21)所示：
AVE1＝(max1+max2+max3+max4+max5+max6+max7+max8)/8
AVE2＝(max1'+max2'+max3'+max4'+max5'+max6'+max7'+max8')/8 (21)
然后求AVE1和AVE2的比例关系，记为ret，如公式(22)所示：
ret＝AVE2/AVE1 (22)
将公式(3)中的数组B1的各元素乘以比例系数ret，记为数据点序列B1’，如公式(23)所示：
B1'[i]＝B1[i]*ret i∈[0,k] (23)
将数组B1重写，数组下标从0开始计数，得数组B1’，如公式(24)所示：
B1'[k]＝{x0,x1,x2,x3,......,xk-1}
B2[k]＝{x0,x1,x2,x3,......,xk-1} k＝n-g (24)
上述实施例中，求得原始发送语音波形与接收语音波形的幅值最大值，然后求得二者的比例值，再将原始发送语音波形的各个数据点乘以此比例值，即可得到与接收波形幅值大致一致的发送波形，从而保证侧音消除时不引起接收语音波形发生较大的幅值变动。
下面介绍本发明一个实施例的相位确认步骤。该实施例的相位确认步骤S106包括：
首先，通过相同的采样频率，分别对调整后的发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得调整后的发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组。
然后，根据N个预设值，分别将调整后的发送语音波形的采样数组后移N个预设值对应的元素位置，然后分别与接收语音波形的采样数组相加、相减得到2N个数组，N为正整数。
最后，在2N个数组的各个数组中确定各自的最大值，并在各个数组的最大值中确定最小值。
如果最小值是和值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向。如果最小值是差值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向。
下面举一个具体的应用例进行说明。
图5示出相位确认过程中偏移值示意图。其中，上方的虚线表示发送语音波形，下方的实线表示接收语音波形，两条竖线之间表示偏移量。首先预设15个经验值，分别为5～19。在原始发送语音波形中，从一个经验偏移位置开始取一定长度的数据，与接收波形对应点相加、相减，这样每个偏移位置可得到两组对应的数组，根据不同偏移位置可得到15个对应点和值数组(记为P0、P1、P2、……P14)和对应点差值数组(记为M0、M1、M2、……M14)，经验值偏移位置记为数组Y，其中h为经验值序号，取值0-14，如公式(25)所示：
每个数组再求出各自的最大值，这样每个经验偏移值都能获得两个最大值，求和数组最大值和求差数组最大值，记为MA和MB，如公式(26)所示：
然后在所有经验偏移值对应的两种最大值MA和MB中取最小值记为min。相位参数记为phase，如果最小值是在求和数组中产生，则为反相位(phase＝0)；如果最小值是在求差数组中产生，则为同相位(phase＝1)，如公式(27)所示。
同时发送波形在接收波形上的对应点应相应的后移x(对应经验值)个点，接收波形与发送波形的数据点序列对应为公式(28)：
B1”[k]＝{xh,xh+1,xh+2,......,xk-1}
B2[k]＝{x0,x1,x2,......,xk-1-h} (k＝n-g) (28)
数据点序列重写为公式(29)：
B1”[l]＝{x0,x1,x2,......,xl-1}
B2[l]＝{x0,x1,x2,......,xl-1} (l＝n-g-h+1) (29)
上述实施例中，对预设的经验值进行验证，获得接收语音波形中侧音起始位置在原始发送语音波形中对应的确切位置并确定侧音与原始发送语音的波形的相位关系，从而使得后续能够更加准确的消除侧音。
下面介绍本发明一个实施例的侧音消除步骤。该实施例的侧音消除步骤S108包括：
首先，将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置。
然后，若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相加。
若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相减。
最后，对相加或相减后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形D，例如公式(30)所示：
上述实施例中，根据侧音与原始发送语音的波形的相位关系进行侧音消除操作，能够更加准确的消除侧音，取得更优良的侧音消除效果，提高了语音通话的用户体验。
下面结合图6介绍本发明一个实施例的侧音消除装置。
图6示出本发明一个实施例的侧音消除装置的结构示意图。如图6所示，该实施例的侧音消除装置60包括：
起始位置确定模块602，用于确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
振幅调整模块604，用于调整原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与侧音的波形具有相近的振幅。
相位关系确定模块606，用于确定调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系。
侧音消除模块608，用于根据起始位置以及相位关系，利用接收语音波形及调整后的发送语音波形进行侧音消除。
可选的，起始位置确定模块602用于：
通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
移动原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组之间的相对元素位置，分别计算原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组在元素位置重叠部分的自相关系数；
根据自相关系数最大时所对应的元素位置移动情况，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
可选的，起始位置确定模块602用于：
对特定的发送消息进行调制生成原始发送语音波形；
对接收语音波形进行解调获得接收消息；
通过特定的发送消息在接收消息中出现的位置，确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置。
可选的，振幅调整模块604用于：
通过相同的采样频率，分别对原始发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
计算接收语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值与原始发送语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值的比值，N为正整数；
将原始发送语音波形的采样数组与比值相乘，以调整原始发送语音的波形。
可选的，相位关系确定模块606用于：
通过相同的采样频率，分别对调整后的发送语音波形及接收语音波形进行采样，获得调整后的发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
根据N个预设值，分别将调整后的发送语音波形的采样数组后移N个预设值对应的元素位置，然后分别与接收语音波形的采样数组相加、相减得到2N个数组，N为正整数；
在2N个数组的各个数组中确定各自的最大值，并在各个数组的最大值中确定最小值；
如果最小值是和值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向。
可选的，相位关系确定模块606还用于：
如果最小值是差值数组中的元素，则认为调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向。
可选的，侧音消除模块608用于：
将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；
若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为反向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相加；
对相加后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
可选的，侧音消除模块608还用于：
将调整后的发送语音波形的采样数组后移最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；
若调整后的发送语音波形与侧音波形之间的相位关系为同向，则从发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置开始，将接收语音波形的采样数组与后移的调整后的发送语音波形的采样数组相减；
对相减后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
图7示出了本发明侧音消除装置的一个实施例的结构图。如图7所示，该实施例的侧音消除装置70包括：存储器710以及耦接至该存储器710的处理器720，处理器720被配置为基于存储在存储器710中的指令，执行前述任意一个实施例中的侧音消除方法。
其中，存储器810例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
图8示出了本发明侧音消除装置的另一个实施例的结构图。如图8所示，该实施例的装置80包括：存储器710以及处理器720，还可以包括输入输出接口830、网络接口840、存储接口850等。这些接口830，840，850以及存储器710和处理器720之间例如可以通过总线850连接。其中，输入输出接口830为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口840为各种联网设备提供连接接口。存储接口850为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本发明还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现前述任意一个实施例中的侧音消除方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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 (18)
1.一种侧音消除方法，其特征在于，包括：
确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置；
调整所述原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与所述侧音的波形具有相近的振幅；
确定所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系；
根据所述起始位置以及所述相位关系，利用所述接收语音波形及所述调整后的发送语音波形进行侧音消除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置包括：
通过相同的采样频率，分别对所述原始发送语音波形及所述接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
移动所述原始发送语音波形的采样数组及所述接收语音波形的采样数组之间的相对元素位置，分别计算所述原始发送语音波形的采样数组及所述接收语音波形的采样数组在元素位置重叠部分的自相关系数；
根据自相关系数最大时所对应的元素位置移动情况，确定所述原始发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置包括：
对特定的发送消息进行调制生成原始发送语音波形；
对接收语音波形进行解调获得接收消息；
通过所述特定的发送消息在所述接收消息中出现的位置，确定所述原始发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与所述侧音的波形具有相近的振幅包括：
通过相同的采样频率，分别对所述原始发送语音波形及所述接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
计算所述接收语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值与所述原始发送语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值的比值，所述N为正整数；
将所述原始发送语音波形的采样数组与所述比值相乘，以调整所述原始发送语音的波形。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系包括：
通过相同的采样频率，分别对所述调整后的发送语音波形及所述接收语音波形进行采样，获得所述调整后的发送语音波形的采样数组及所述接收语音波形的采样数组；
根据N个预设值，分别将所述调整后的发送语音波形的采样数组后移N个预设值对应的元素位置，然后分别与所述接收语音波形的采样数组相加、相减得到2N个数组，所述N为正整数；
在所述2N个数组的各个数组中确定各自的最大值，并在各个数组的最大值中确定最小值；
如果所述最小值是和值数组中的元素，则认为所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为反向。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系还包括：
如果所述最小值是差值数组中的元素，则认为所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为同向。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始位置以及所述相位关系，利用所述接收语音波形及所述调整后的发送语音波形进行侧音消除包括：
将所述调整后的发送语音波形的采样数组后移所述最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；
若所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为反向，则从所述发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置开始，将所述接收语音波形的采样数组与后移的所述调整后的发送语音波形的采样数组相加；
对相加后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始位置以及所述相位关系，利用所述接收语音波形及所述调整后的发送语音波形进行侧音消除包括：
将所述调整后的发送语音波形的采样数组后移所述最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；
若所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为同向，则从所述发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置开始，将所述接收语音波形的采样数组与后移的所述调整后的发送语音波形的采样数组相减；
对相减后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
9.一种侧音消除装置，其特征在于，包括：
起始位置确定模块，用于确定原始发送语音波形产生的侧音在接收语音波形中的起始位置；
振幅调整模块，用于调整所述原始发送语音的波形，使调整后的发送语音的波形与所述侧音的波形具有相近的振幅；
相位关系确定模块，用于确定所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系；
侧音消除模块，用于根据所述起始位置以及所述相位关系，利用所述接收语音波形及所述调整后的发送语音波形进行侧音消除。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述起始位置确定模块用于：
通过相同的采样频率，分别对所述原始发送语音波形及所述接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
移动所述原始发送语音波形的采样数组及所述接收语音波形的采样数组之间的相对元素位置，分别计算所述原始发送语音波形的采样数组及所述接收语音波形的采样数组在元素位置重叠部分的自相关系数；
根据自相关系数最大时所对应的元素位置移动情况，确定所述原始发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述起始位置确定模块用于：
对特定的发送消息进行调制生成原始发送语音波形；
对接收语音波形进行解调获得接收消息；
通过所述特定的发送消息在所述接收消息中出现的位置，确定所述原始发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述振幅调整模块用于：
通过相同的采样频率，分别对所述原始发送语音波形及所述接收语音波形进行采样，获得原始发送语音波形的采样数组及接收语音波形的采样数组；
计算所述接收语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值与所述原始发送语音波形的采样数组的前N个极大值的平均值的比值，所述N为正整数；
将所述原始发送语音波形的采样数组与所述比值相乘，以调整所述原始发送语音的波形。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述相位关系确定模块用于：
通过相同的采样频率，分别对所述调整后的发送语音波形及所述接收语音波形进行采样，获得所述调整后的发送语音波形的采样数组及所述接收语音波形的采样数组；
根据N个预设值，分别将所述调整后的发送语音波形的采样数组后移N个预设值对应的元素位置，然后分别与所述接收语音波形的采样数组相加、相减得到2N个数组,所述N为正整数；
在所述2N个数组的各个数组中确定各自的最大值，并在各个数组的最大值中确定最小值；
如果所述最小值是和值数组中的元素，则认为所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为反向。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述相位关系确定模块还用于：
如果所述最小值是差值数组中的元素，则认为所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为同向。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述侧音消除模块用于：
将所述调整后的发送语音波形的采样数组后移所述最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；
若所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为反向，则从所述发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置开始，将所述接收语音波形的采样数组与后移的所述调整后的发送语音波形的采样数组相加；
对相加后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述侧音消除模块还用于：
将所述调整后的发送语音波形的采样数组后移所述最小值对应的预设值所进一步对应的元素位置；
若所述调整后的发送语音波形与所述侧音波形之间的相位关系为同向，则从所述发送语音波形产生的侧音在所述接收语音波形中的起始位置开始，将所述接收语音波形的采样数组与后移的所述调整后的发送语音波形的采样数组相减；
对相减后得到的数组进行数模转换，以获得消除侧音的语音波形。
17.一种侧音消除装置，其特征在于，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至8任一项所述的侧音消除方法。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的侧音消除方法。
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