CN114650340A - 一种回声消除方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及一种回声消除方法、装置及电子设备，所述方法包括：获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号；对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱；基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态；根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数；基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。本发明实施例能够有效提升回声消除效果，提高语音通话质量。

Description

一种回声消除方法、装置及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及回声消除技术领域，特别涉及一种回声消除方法、装置及电子设备。
背景技术
回声消除(AEC)技术在现代通讯电子设备中的应用十分广泛，例如在蓝牙耳机的应用中，回声消除的效果影响着双方通话的质量。现有的回声消除技术中主要通过线性自适应滤波器估计出回声信号，再从近端信号中减去估计回声得到误差信号，再对误差信号进行非线性处理作为最终输出。
本申请发明人在实现本申请实施例的过程中，发现：传统的线性自适应滤波器在双讲情况和近端存在噪声的情况下工作时，存在回声消除效果不佳、残留回声过大的问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种回声消除方法、装置及电子设备，能够有效提升回声消除效果，提高语音通话质量。
第一方面，本发明实施例提供了一种回声消除方法，所述方法包括：
获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号；
对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱；
基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态；
根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数；
基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；
比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
在一些实施例中，所述对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，包括：
对所述远端信号进行傅里叶变换，获得远端频域信息，且对所述近端信号进行傅里叶变换，获得近端频域信息；
使用上一帧滤波器权重系数对所述远端频域信息进行滤波处理，获得回声频谱；
用所述近端频域信息减去所述回声频谱，获得初始误差频谱。
在一些实施例中，所述基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态，包括：
将所述远端频域信息和所述近端频域信息分别划分为若干个子带；
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数；
如果所述归一化互相关系数大于双讲检测阈值，则确定所述电子设备的当前状态为双讲状态；
如果所述归一化互相关系数不大于所述双讲检测阈值，则确定所述当前状态为单讲状态。
在一些实施例中，所述计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数，包括
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一帧下，在同一个所述子带的互相关系数；
基于所述互相关系数，计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数。
在一些实施例中，如果所述当前状态为单讲状态；则所述根据所述当前状态，确定二次滤波权重，包括：
用所述上一帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
在一些实施例中，如果所述当前状态为双讲状态，则所述根据所述当前状态，确定二次滤波权重，包括：
更新所述上一帧滤波器权重系数，获得当前帧滤波器权重系数；
用所述当前帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
在一些实施例中，所述基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱，包括：
利用所述二次滤波权重系数对所述远端频域信息进行二次滤波处理，获得二次滤波结果；
用所述近端频域信息减去所述二次滤波结果，获得所述二次差分频谱。
在一些实施例中，所述比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱，包括：
如果所述初始误差频谱小于所述二次差分频谱，则将所述初始误差频谱作为所述目标输出频谱；
如果所述初始误差频谱大于所述二次差分频谱，则将所述二次差分频谱作为所述目标输出频谱。
在一些实施例中，在所述比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱之后，所述方法还包括：
对所述目标输出频谱进行傅里叶逆变换后进行重叠相加，获得目标输出信号。
第二方面，本发明实施例提供了一种回声消除装置，所述装置包括：
采样信号获取模块，用于获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号；
线性滤波模块，用于对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱；
状态确定模块，用于基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态；
二次滤波权重系数确定模块，用于根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数；
二次滤波模块，用于基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；
目标获取模块，用于比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器，以及
存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行时，使所述电子设备实现上述任一项所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行如上所述的方法。
本发明实施例的回声消除方法、装置及电子设备，获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号，然后，对远端信号和近端信号做初次滤波处理，可以对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，从而初步消除回声；接着，基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态，如果当前状态为双讲状态，则确定二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱，从而实现二次滤波，以消除双讲状态下的回声，比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱，使得最终输出能够尽可能的消除残留回声，有效提高语音通话质量。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例的电子设备的示意性框图图；
图2是本发明实施例回声消除方法的一个实施例的流程示意图；
图3是本发明实施例回声消除方法的另一个实施例的流程示意图；
图4是本发明回声消除装置的一个实施例的结构示意图；
图5是本发明电子设备的一个实施例中控制器的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请，但不以任何形式限制本申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本申请各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请实施例提供的回声消除方法和装置可以应用于电子设备，电子设备可以为蓝牙耳机、有线耳机等用于通话的设备，以蓝牙耳机为例，将蓝牙耳机与需要通话的智能手机蓝牙连接，用户佩戴蓝牙耳机，可以实现通话。
如图1所示，电子设备100包括控制器11、扬声器12和麦克风13，控制器11与扬声器12和麦克风13连接。扬声器12用于播放声音，为远端信号；麦克风13用于采集声音，麦克风13采集的声音包括用户说话的声音、回声和背景噪声，为近端信号。控制器11用于获取用户在通话过程中产生的远端信号和近端信号。
电子设备100还包括线性自适应滤波器模块14、双讲检测模块15和二次滤波输出模块16，且控制器11与线性自适应滤波器模块14、双讲检测模块15和二次滤波输出模块16连接。
其中，线性自适应滤波器模块14用于对远端信号和近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，且控制器11从线性自适应滤波器模块14获取初始误差频谱。
双讲检测模块15用于接收控制器11转发的远端信号和所述近端信号，且基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备100的当前状态，所述当前状态包括双讲状态和单讲状态。双讲状态是指同时存在远端信号和近端信号，单讲状态是指只存在近端信号。
控制器11，还用于根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数。
二次滤波输出模块16用于接收控制器11转发的远端信号和所述近端信号、二次滤波权重系数，对远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
通过控制器11、线性自适应滤波器模块14、双讲检测模块15和二次滤波输出模块16对远端信号和近端信号的初次滤波处理、对双讲状态的检测以及二次滤波处理，实现电子设备100在双讲状态和近端存在噪声情况下进行回声消除，解决回声消除效果不佳、二次滤波结果过大的问题，从而有效提高语音通话质量。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的回声消除方法的流程示意图，所述方法应用于电子设备100，可以由电子设备100中的处理器111执行，如图2所示，所述方法包括：
S201：获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号。
电子设备的控制器获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号，远端信号为扬声器播放的声音信号，近端信号包括用户说话的声音、回声和/或背景噪声。
远端信号用x(n)表示，且远端信号x(n)用公式1表示：
x(n)＝[x(i),x(i-1),...,x(i-M+1)]T 公式1；
近端信号用d(n)表示，且近端信号d(n)用公式2表示：
d(n)＝[d(i),d(i-1),...,d(i-M+1)]T 公式2；
其中，M表示一帧远端信号x(n)或近端信号d(n)的采样点数，i表示电子设备的控制器在采集远端信号x(n)或近端信号d(n)的第i个采样点。
S202：对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱。
在电子设备的控制器获得远端信号x(n)和近端信号d(n)后，线性自适应滤波器模块对远端信号x(n)和近端信号d(n)进行线性滤波处理，获得初始误差频谱。
在其中一些实施方式中，对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，包括：
对所述远端信号进行傅里叶变换，获得远端频域信息，且对所述近端信号进行傅里叶变换，获得近端频域信息；
使用上一帧滤波器权重系数对所述远端频域信息进行滤波处理，获得回声频谱；
用所述近端频域信息减去所述回声频谱，获得初始误差频谱。
具体地，首先，对远端信号x(n)进行傅里叶变换，获得远端频域信息X(n)，且对近端信号d(n)进行傅里叶变换，获得近端频域信息D(n)。远端频域信息X(n)用公式3表示，近端频域信息D(n)用公式4表示：
X(n)＝fft([x(n-1)；x(n)]·win) 公式3；
D(n)＝fft([d(n-1)；d(n)]·win) 公式4；
其中，X(n)表示第n帧远端频域信息，D(n)表示第n帧近端频域信息，win表示汉宁窗，长度大小为2*M，fft表示傅里叶变换。
然后，使用上一帧滤波器权重系数对远端频域信息X(n)进行滤波处理，获得回声频谱，即对远端频域信息X(n)在频域上进行滤波，获得回声频谱用Y(n)表示，使用公式5计算：
Y(n)＝Wf1(n-1)·X(n) 公式5；
其中，Wf1(n-1)表示上一帧滤波器权重系数。
最后，用所述近端频域信息D(n)减去所述回声频谱Y(n)，获得初始误差频谱E1(n)，用公式6表示：
E1(n)＝D(n-1)-Y(n) 公式6。
获得的初始误差频谱E1(n)可以初步消除回声。
S203：基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态。
通过双讲检测模块，进行双讲状态检测。在其中一些实施方式中，基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态，包括：
将所述远端频域信息和所述近端频域信息分别划分为若干个子带；
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数；
如果所述归一化互相关系数大于双讲检测阈值，则确定所述电子设备的当前状态为双讲状态。
具体地，将远端频域信息X(n)和近端频域信息D(n)分别划分为若干个子带，比如，划分为P个子带，其中，P为正整数(1≤P≤M)。以远端频域信息X(n)划分为3个子带为例，远端频域信息X(n)的采样频率为8KHz，三个子带的频率范围可以分别设置为0hz～3000hz、3001hz～5500hz、5501hz～8000hz，当然，子带的频率范围可以根据实际需要设置。
然后，计算远端频域信息X(n)和近端频域信息D(n)在同一个子带的归一化互相关系数，进一步地，计算远端频域信息X(n)和近端频域信息D(n)在同一个子带的归一化互相关系数包括：计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一帧下，在同一个所述子带的互相关系数；基于所述互相关系数，计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数。互相关系数包括近端信号平滑功率谱、远端信号平滑功率谱、近端远端信号平滑功率谱和近端远端信号互相关系数，分别通过公式7-10可以计算得到：
Figure BDA0003608822800000081
Figure BDA0003608822800000082
Figure BDA0003608822800000091
Figure BDA0003608822800000092
其中，
Figure BDA0003608822800000093
表示第L个子带的近端信号平滑功率谱；
Figure BDA0003608822800000094
表示第L个子带的远端信号平滑功率谱；
Figure BDA0003608822800000095
表示第L个子带的近端远端信号平滑功率谱；
Figure BDA0003608822800000096
表示第L个子带的近端远端信号相关系数；gamma表示平滑银子；σ表示除法保护因子，可以令除法保护因子σ＞0；conj表示共轭运算。
接着，基于所述互相关系数(近端信号平滑功率谱
Figure BDA0003608822800000097
远端信号平滑功率谱
Figure BDA0003608822800000098
近端远端信号平滑功率谱
Figure BDA0003608822800000099
近端远端信号相关系数
Figure BDA00036088228000000910
)，计算所述远端频域信息X(n)和所述近端频域信息D(n)在同一个子带的归一化互相关系数,可以使用公式11和公式12计算获得：
Figure BDA00036088228000000911
Figure BDA00036088228000000912
其中，ξL(n)表示第n帧的远端频域信息X(n)和近端频域信息D(n)在第L个子带的归一化互相关系数；k表示第L个子带中的所有频点。
在求得第n帧的远端频域信息X(n)和近端频域信息D(n)在第L个子带的归一化互相关系数ξL(n)后，对比归一化互相关系数ξL(n)和对讲检测阈值T1。其中，在无需估计时延的情况下，如电子设备为蓝牙耳机时，扬声器和近端麦克风的距离是固定的，通常在15mm～30mm之间，该距离导致近端信号与远端信号的时延对于滤波器而言可忽略不计，因此，对讲检测阈值T1可以设置为略小于1的值，比如0.9。
当归一化互相关系数ξL(n)大于对讲检测阈值T1的时候，确定电子设备的当前状态为双讲状态。对应地，当归一化互相关系数ξL(n)不大于对讲检测阈值T1的时候，确定电子设备的当前状态为单讲状态。
S204：根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数。
在其中一些实施方式中，如果所述当前状态为双讲状态，则根据所述双讲状态，确定二次滤波权重系数，可以包括：
更新所述上一帧滤波器权重系数，获得当前帧滤波器权重系数；
用所述当前帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
具体地，在双讲状态下，为了不断逼近真实回声路径，需要更新上一帧滤波器权重系数Wf1(n-1)，可以使用公式13进行更新：
Wf1(n)＝Wf1(n-1)+μΔW 公式13；
其中，Wf1(n)表示更新后的上一帧滤波器权重系数，即当前帧滤波器权重系数；μ表示步长因子，ΔW表示滤波器系数调整量，滤波器系数调整量ΔW的计算方式包括但不限于最小均方(LMS)、递归最小二乘(RLS)和卡尔曼等算法。
并且，用当前帧滤波器权重系数Wf1(n)作为二次滤波权重。
对应地，如果归一化互相关系数ξL(n)不大于对讲检测阈值T1的时候，确定电子设备的当前状态为单讲状态，说明只存在近端信号的回声影响，此时，不需要更新上一帧滤波器权重系数Wf1(n-1)，直接用上一帧滤波器权重系数Wf1(n-1)作为所述二次滤波权重，以进行单讲状态下的回声二次滤波处理。用公式14计算二次滤波权重系数可以表示为：
Figure BDA0003608822800000101
其中，
Figure BDA0003608822800000102
表示第L子带的二次滤波权重系数，当计算完P个子带的滤波权重系数时，可以得到第n帧的二次滤波权重系数值Wf2(n)。具体地，当归一化互相关系数ξL(n)大于对讲检测阈值T1的时候，确定电子设备的当前状态为双讲状态，第L子带的二次滤波权重系数
Figure BDA0003608822800000103
取当前帧滤波器权重系数Wf1(n)；当归一化互相关系数ξL(n)不大于对讲检测阈值T1的时候，确定电子设备的当前状态为单讲状态，第L子带的二次滤波权重系数
Figure BDA0003608822800000104
取上一帧滤波器权重系数Wf1(n-1)。
如图3所示，图3为针对不同的当前状态进行不同的滤波器系数的处理方式。
S205：基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱。
在确定二次滤波权重系数Wf2(n)后，可以进行二次滤波处理。
在其中一些实施方式中，基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱，可以包括：
利用所述二次滤波权重系数对所述远端频域信息进行二次滤波处理，获得二次滤波结果；
用所述近端频域信息减去所述二次滤波结果，获得所述二次差分频谱。
具体地，利用所述二次滤波权重系数Wf2(n)对所述远端频域信息X(n)进行二次滤波处理，获得二次滤波结果；用所述近端频域信息减去所述二次滤波结果，获得所述二次差分频谱,用公式15表示：
E2(n)＝D(n)-Wf2(n)·X(n)公式15。
其中，E2(n)表示二次差分频谱；Wf2(n)·X(n)表示二次滤波结果。
S206：比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
为了尽可能消除残留回声，同时为了避免二次滤波可能损伤近端信号，得到最优的输出，因此，将初始误差频谱和所述二次差分频谱比较，获得最优输出。比较所述初始误差频谱E1(n)和所述二次差分频谱E2(n)，获得目标输出频谱，可以包括：
如果所述初始误差频谱小于所述二次差分频谱，则将所述初始误差频谱作为所述目标输出频谱；
如果所述初始误差频谱大于所述二次差分频谱，则将所述二次差分频谱作为所述目标输出频谱。
具体地，如果初始误差频谱E1(n)小于所述二次差分频谱E2(n)，则将所述初始误差频谱E1(n)作为所述目标输出频谱；如果所述初始误差频谱E1(n)大于所述二次差分频谱E2(n)，则将所述二次差分频谱E2(n)作为所述目标输出频谱。用公式16表示：
E(n)＝min(E1(n),E2(n)) 公式16；
其中，E(n)表示目标输出频谱，min表示二者取较小值。
在其中一些实施方式中，在所步骤S206之后，所述方法还包括：
对所述目标输出频谱进行傅里叶逆变换后进行重叠相加，获得目标输出信号。
具体地，对目标输出频谱E(n)进行傅里叶逆变换，可以使用公式17表示：
e(n)＝ifft(E(n)) 公式17；
其中，ifft表示傅里叶逆变换。
再利用重叠相加法求出第n帧的最终输出结果，用公式18和公式19表示：
out(n)＝e(1:M)+ola_buf 公式18；
ola_buf＝e(M+1:2*M) 公式19。
其中，ola_buf表示重叠相加保留块。
综上步骤S204-S206可知，当二次滤波权重系数收敛到最佳系数值时，二次滤波权重系数Wf2(n)与当前帧滤波器权重系数Wf1(n)相等，此时，表示线性滤波器估计的回声路径无限逼近真实的回声路径，残留的线性回声基本被消除，从而解决在双讲状态和近端存在噪声的情况下，回声消除效果不佳、残留回声过大的问题，有效提升回声消除效果，提升语音通话质量。
本发明实施例，获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号，然后，对远端信号和近端信号做初次滤波处理，可以对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，从而初步消除回声；接着，基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态，如果当前状态为双讲状态，则确定二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱，从而实现二次滤波，以消除双讲状态下的回声，比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱，使得最终输出能够尽可能的消除残留回声，有效提高语音通话质量。
相应的，如图4所示，本发明实施例还提供了一种回声消除方法，可以用于电子设备，回声消除装置400包括：
采样信号获取模块401，用于获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号；
线性滤波模块402，用于对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱；
状态确定模块403，用于基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态；
二次滤波权重系数确定模块404，用于根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数；
二次滤波模块405，用于基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；
目标获取模块406，用于比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
本发明实施例，获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号，然后，对远端信号和近端信号做初次滤波处理，可以对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，从而初步消除回声；接着，基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态，如果当前状态为双讲状态，则确定二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱，从而实现二次滤波，以消除双讲状态下的回声，比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱，使得最终输出能够尽可能的消除残留回声，有效提高语音通话质量。
在其他实施例中，线性滤波模块402，还用于：
对所述远端信号进行傅里叶变换，获得远端频域信息，且对所述近端信号进行傅里叶变换，获得近端频域信息；
使用上一帧滤波器权重系数对所述远端频域信息进行滤波处理，获得回声频谱；
用所述近端频域信息减去所述回声频谱，获得初始误差频谱。
在其他实施例中，状态确定模块403，还用于：
将所述远端频域信息和所述近端频域信息分别划分为若干个子带；
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数；
如果所述归一化互相关系数大于双讲检测阈值，则确定所述电子设备的当前状态为双讲状态。
在其他实施例中，状态确定模块403，还用于：
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一帧下，在同一个所述子带的互相关系数；
基于所述互相关系数，计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数。
在其他实施例中，如果所述当前状态为单讲状态；二次滤波权重系数确定模块404，还用于：
用所述上一帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
在其他实施例中，如果所述当前状态为双讲状态，二次滤波权重系数确定模块404，还用于：
更新所述上一帧滤波器权重系数，获得当前帧滤波器权重系数；
用所述当前帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
在其他实施例中，二次滤波模块405，还用于：
利用所述二次滤波权重系数对所述远端频域信息进行二次滤波处理，获得二次滤波结果；
用所述近端频域信息减去所述二次滤波结果，获得所述二次差分频谱。
在其他实施例中，目标获取模块406，还用于：
如果所述初始误差频谱小于所述二次差分频谱，则将所述初始误差频谱作为所述目标输出频谱；
如果所述初始误差频谱大于所述二次差分频谱，则将所述二次差分频谱作为所述目标输出频谱。
在其他实施例中，装置400还包括目标输出模块407，用于：
对所述目标输出频谱进行傅里叶逆变换后进行重叠相加，获得目标输出信号。
需要说明的是，上述装置可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在装置实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
图5为电子设备100的一个实施例中电子设备100控制器的硬件结构示意图，如图5所示，控制器110包括：
一个或多个处理器111、存储器112。图5中以一个处理器111、一个存储器112为例。
处理器111、存储器112可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器112作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的回声消除方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的采样信号获取模块401、线性滤波模块402、状态确定模块403、二次滤波权重系数确定模块404、二次滤波模块405、目标获取模块406、目标输出模块407)。处理器111通过运行存储在存储器112中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行控制器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的回声消除方法。
存储器112可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备100的使用所创建的数据等。此外，存储器112可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器112可选包括相对于处理器111远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至信号长时间记录设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器112中，当被所述一个或者多个处理器111执行时，执行上述任意方法实施例中的回声消除方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S201至步骤S206的方法步骤；实现图4中的模块401-407的功能。
上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
本申请实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图5中的一个处理器111，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的回声消除方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S201至步骤S206的方法步骤；实现图4中的模块401-407的功能。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施例的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种回声消除方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号；
对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱；
基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态；
根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数；
基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；
比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱，包括：
对所述远端信号进行傅里叶变换，获得远端频域信息，且对所述近端信号进行傅里叶变换，获得近端频域信息；
使用上一帧滤波器权重系数对所述远端频域信息进行滤波处理，获得回声频谱；
用所述近端频域信息减去所述回声频谱，获得初始误差频谱。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态，包括：
将所述远端频域信息和所述近端频域信息分别划分为若干个子带；
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数；
如果所述归一化互相关系数大于双讲检测阈值，则确定所述电子设备的当前状态为双讲状态；
如果所述归一化互相关系数不大于所述双讲检测阈值，则确定所述当前状态为单讲状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数，包括
计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一帧下，在同一个所述子带的互相关系数；
基于所述互相关系数，计算所述远端频域信息和所述近端频域信息在同一个子带的归一化互相关系数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述当前状态为单讲状态；则所述根据所述当前状态，确定二次滤波权重，包括：
用所述上一帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述当前状态为双讲状态，则所述根据所述当前状态，确定二次滤波权重，包括：
更新所述上一帧滤波器权重系数，获得当前帧滤波器权重系数；
用所述当前帧滤波器权重系数作为所述二次滤波权重。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱，包括：
利用所述二次滤波权重系数对所述远端频域信息进行二次滤波处理，获得二次滤波结果；
用所述近端频域信息减去所述二次滤波结果，获得所述二次差分频谱。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱，包括：
如果所述初始误差频谱小于所述二次差分频谱，则将所述初始误差频谱作为所述目标输出频谱；
如果所述初始误差频谱大于所述二次差分频谱，则将所述二次差分频谱作为所述目标输出频谱。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，在所述比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱之后，所述方法还包括：
对所述目标输出频谱进行傅里叶逆变换后进行重叠相加，获得目标输出信号。
10.一种回声消除装置，其特征在于，所述装置包括：
采样信号获取模块，用于获取电子设备在通话过程中产生的远端信号和近端信号；
线性滤波模块，用于对所述远端信号和所述近端信号进行线性滤波处理，获得初始误差频谱；
状态确定模块，用于基于所述远端信号和所述近端信号，确定所述电子设备的当前状态，所述当前状态包括双讲状态；
二次滤波权重系数确定模块，用于根据所述当前状态，确定二次滤波权重系数；
二次滤波模块，用于基于所述二次滤波权重系数，对所述远端信号和近端信号进行二次滤波并差分输出，获得二次差分频谱；
目标获取模块，用于比较所述初始误差频谱和所述二次差分频谱，获得目标输出频谱。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器以及存储器，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-9任一项所述的方法。
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