CN113037939A - 一种回声路径检测方法及电子设备、存储介质 - Google Patents

一种回声路径检测方法及电子设备、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回声路径检测方法及电子设备、存储介质，本发明的方法包括：获取回声路径上的信号比值；所述信号比值为远端信号的电平与近端信号的电平之间的比例；所述近端信号为实际需要发送的语音信号与回声信号的混合信号，所述远端信号为接收到的引起回声信号的语音信号；根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化。本发明通过检测到获取的信号比值与信号比值的长期平均值之间的差值大于预设阈值时，所述信号比值为远端信号的电平与近端信号的电平之间的比例，判定所述回声路径发生了变化，实现准确检测回声路径的变化，以控制自适应滤波器进行自适应调整，将回声分量准确地消除。

Description

一种回声路径检测方法及电子设备、存储介质
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种回声路径检测方法及电子设备、存储介质。
背景技术
从通讯回音产生的原因看，可以分为声学回音(Acoustic Echo)和线路回音(LineEcho)，相应的回声消除技术就叫声学回声消除(Acoustic Echo Cancellation，AEC)和线路回声消除(Line Echo Cancellation,LEC)。声学回音是由于在免提或者会议应用中，扬声器的声音多次反馈到麦克风引起的；线路回音是由于物理电子线路的二四线匹配耦合引起的。通常可使用自适应滤波器来进行回声消除，自适应滤波器是以输入和输出信号的统计特性的估计为依据，采取特定算法自动地调整滤波器系数，使其达到最佳滤波特性的一种算法或装置。自适应滤波器可以是连续域的或是离散域的。离散域自适应滤波器由一组抽头延迟线、可变加权系数和自动调整系数的机构组成。自适应滤波器对输入信号序列x(n)的每一个样值，按特定的算法，更新、调整加权系数，使输出信号序列y(n)与期望输出信号序列d(n)相比较的均方误差为最小，即输出信号序列y(n)逼近期望信号序列d(n)。但当回声路径改变后，语音通话设备中原本采用的加权系数无法消除变大的回声，导致残留回声较大。因此，需要对回声路径进行检测，以使在回声路径改变后，能及时控制自适应滤波器进行自适应调整，完全消除回声。
发明内容
鉴于以上技术问题，本发明的目的在于提供一种回声路径检测方法及电子设备、存储介质，解决如何实现对回声路径的检测，以及时控制自适应滤波器进行自适应调整有效消除回声的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种回声路径检测方法，包括:
获取回声路径上的信号比值；所述信号比值为远端信号的电平与近端信号的电平之间的比例；所述近端信号为实际需要发送的语音信号与回声信号的混合信号，所述远端信号为接收到的引起回声信号的语音信号；
根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化。
进一步的，所述根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化的步骤包括：
获取信号比值的长期平均值；
当检测到获取的信号比值与信号比值的长期平均值之间的差值大于预设阈值时，判定所述回声路径发生了变化。
进一步的，还包括，检测是否为双向通话状态，在检测到双向通话状态时，判定所述回声路径发生了变化。
进一步的，获取信号比值的长期平均值的步骤包括：
在一段预定的持续时间内提供一个使能信号，计算在这段持续时间内回声路径上的信号比值，将这段持续时间内回声路径上的信号比值作为信号比值的长期平均值。
进一步的，还包括：获取残留回声，所述残留回声是对混合信号执行自适应回声信号消除后得到的残留信号与实际需要发送的语音信号的差值；
根据残留回声的检测判断所述回声路径是否发生变化。
进一步的，所述残留回声的残留量基于所述残留信号的均方误差表征。
进一步的，所述残留回声的残留量基于所述残留信号中残留回声的能量或幅值表征。
进一步的，检测是否为双向通话状态的方法包括：
通过比较远端信号与近端信号的功率检测是否为双向通话状态。
一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的回声路径检测方法。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，实现所述的回声路径检测方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过检测到获取的信号比值与信号比值的长期平均值之间的差值大于预设阈值时，所述信号比值为远端信号的电平与近端信号的电平之间的比例，判定所述回声路径发生了变化，实现准确检测回声路径的变化，以控制自适应滤波器进行自适应调整，将回声分量准确地消除。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种回声路径检测方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种回声路径检测方法的信号流示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例：
实施例一：
参照图1，示出了本发明一实施例提供的一种回声路径检测方法，包括:
步骤S1:获取回声路径上的信号比值；所述信号比值为远端信号的电平与近端信号的电平之间的比例；所述近端信号为实际需要发送的语音信号与回声信号的混合信号，所述远端信号为接收到的引起回声信号的语音信号；
在具体实施例中，可参照图2所示的信号传送图，所述近端信号为实际需要发送的语音信号与回声信号的混合信号，即近端信号ne,所述远端信号为接收到的引起回声信号的语音信号,即远端fe,远端信号fe为回声信号eco的参考信号，虽然远端信号fe和回声信号不完全一样，存在差异，但是二者是高度相关的，我们可以把echo表示为fe的数学函数：echo＝F(fe)，函数F被称之为回音路径。在声学回声消除里面，函数F表示声音在墙壁，天花板等表面多次反射的物理过程；在线路回声消除里面，函数F表示电子线路的二四线匹配耦合过程。求解函数F，得到函数F就可以从fe计算得到echo，然后从混合信号里面减掉回声信号echo就实现了回声消除。
在实际应用中，远端信号的电平与近端信号的电平可通过分别将远端信号和近端信号输入电平计算器获得，所述信号比值可通过如下公式获取：
Aecho(k)＝iepnfp(k)/Ixfp(k)；
其中，Aecho(k)为信号比值，iepnfp(k)为远端信号的电平值，Ixfp(k)为近端信号的电平值；
步骤S2:根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化。
可选的，所述根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化的步骤包括：
步骤S21:获取信号比值的长期平均值；
步骤S22:当检测到获取的信号比值与信号比值的长期平均值之间的差值大于预设阈值时，判定所述回声路径发生了变化。
可选的，获取信号比值的长期平均值的步骤包括：
在一段预定的持续时间内提供一个使能信号，计算在这段持续时间内回声路径上的信号比值，将这段持续时间内回声路径上的信号比值作为信号比值的长期平均值。
其中，信号比值的长期平均值可以通过如下公式计算得到：Laaecho(k)＝(1-δ1)·Laaecho(k-1)+δ1·Aecho(k)；
其中，可权系数δ1是0与1之间的一个常数，Laaecho(k)为信号比值的长期平均值，Aecho(k)为在预定的持续时间内获取的信号比值，k为自然数。
在具体实施过程中，预设阈值可以根据实际待检测回声路径的通讯系统来设置。
在上述实现过程中，通过检测到获取的信号比值与信号比值的长期平均值之间的差值大于预设阈值时，判定所述回声路径发生了变化，以控制自适应滤波器能够自适应调整，将回声分量准确地消除。
可选的，本发明的所述的回声路径检测方法，还包括，检测是否为双向通话状态，在检测到双向通话状态时，判定所述回声路径发生了变化。
可选的，检测是否为双向通话状态的方法包括：
通过比较远端信号与近端信号的功率检测是否为双向通话状态。例如，首先计算出近端信号与远端信号之间的功率比或电平比，通过设定近端信号与远端信号之间的功率比或电平比，确定是否为双向通话状态。
例如，双向通话状态可被定义为远端信号的功率大于或等于-40dBm0、而且远端信号的功率减去δdB(比如δ＝6)后小于近端信号的功率的状态。
单方通话状态可被定义为远端信号的功率大于或等于-40dBm0、而且远端信号的功率减去δdB(比如δ＝6)后大于近端信号的功率的状态。
在上述实现过程中，当双向通话状态出现时(近端通话方进行通话)，由于根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化的反应较慢，从而留出了一个时间段，在这个间隔中获取的信号比值Aecho(k)仍然接近于它的长期平均值Laaecho(k)，不能检测出回声路径发生了变化，在双向通话状态出现时，通过判定回声路径发生变化，以区分真正的双向通话状态和看似双向通话的状态。如果判定为是双向通话状态引起的回声路径发生变化，此时可控制自适应滤波器不需进行调整，不用修正抽头系数进行回声消除。
可选的，所述的回声路径检测方法，还包括：获取残留回声，所述残留回声是对混合信号执行自适应回声信号消除后得到的残留信号与实际需要发送的语音信号的差值；
根据残留回声的检测判断所述回声路径是否发生变化。
可选的，所述残留回声的残留量基于所述残留信号的均方误差表征。
在具体实施例中，可以用指数递归加权算法的结果来表征均方误差。
可选的，所述残留回声的残留量基于所述残留信号中残留回声的能量或幅值表征。
具体的，可通过将残留回声的残留量与预设值进行对比，残留回声的残留量大于预设值时，则判定检测到所述回声路径发生变化。
在上述实现过程中，通过度量混合信号执行自适应回声信号消除后得到的残留信号的残留量，来进一步检测回声路径的变化情况，使得本发明的方法对回声路径变化的响应更为及时，对回声路径的变化的检测更为准确。
实施例二：
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，在本申请中可以通过图3所示的示意图来描述用于实现本申请实施例的本发明一种回声路径检测方法的电子设备100。
如图3所示的一种电子设备的结构示意图，电子设备100包括一个或多个处理器102、一个或多个存储装置104，这些组件通过总线系统和/或其它形式的连接机构(未示出)互连。应当注意，图3所示的电子设备100的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，所述电子设备可以具有图3示出的部分组件，也可以具有图3未示出的其他组件和结构。
所述处理器102可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制所述电子设备100中的其它组件以执行期望的功能。
所述存储装置104可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器102可以运行所述程序指令，以实现下文所述的本申请实施例中(由处理器实现)的功能以及/或者其它期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。
本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，本发明的方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在该计算机存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机存储介质不包括电载波信号和电信信号。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回声路径检测方法，其特征在于，包括:
获取回声路径上的信号比值；所述信号比值为远端信号的电平与近端信号的电平之间的比例；所述近端信号为实际需要发送的语音信号与回声信号的混合信号，所述远端信号为接收到的引起回声信号的语音信号；
根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化。
2.根据权利要求1所述的回声路径检测方法，其特征在于，所述根据信号比值检测所述回声路径是否发生变化的步骤包括：
获取信号比值的长期平均值；
当检测到获取的信号比值与信号比值的长期平均值之间的差值大于预设阈值时，判定所述回声路径发生了变化。
3.根据权利要求2所述的回声路径检测方法，其特征在于,还包括，检测是否为双向通话状态，在检测到双向通话状态时，判定所述回声路径发生了变化。
4.根据权利要求2所述的回声路径检测方法，其特征在于,获取信号比值的长期平均值的步骤包括：
在一段预定的持续时间内提供一个使能信号，计算在这段持续时间内回声路径上的信号比值，将这段持续时间内回声路径上的信号比值作为信号比值的长期平均值。
5.根据权利要求1所述的回声路径检测方法，其特征在于，还包括：获取残留回声，所述残留回声是对混合信号执行自适应回声信号消除后得到的残留信号与实际需要发送的语音信号的差值；
根据残留回声的检测判断所述回声路径是否发生变化。
6.根据权利要求5所述的回声路径检测方法，其特征在于，所述残留回声的残留量基于所述残留信号的均方误差表征。
7.根据权利要求5所述的回声路径检测方法，其特征在于，所述残留回声的残留量基于所述残留信号中残留回声的能量或幅值表征。
8.根据权利要求3所述的回声路径检测方法，其特征在于，检测是否为双向通话状态的方法包括：
通过比较远端信号与近端信号的功率检测是否为双向通话状态。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的回声路径检测方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时，实现如权利要求1至8任一项所述的回声路径检测方法。
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