CN205912127U - 一种用于移动视频直播的回声消除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于回声消除技术领域，具体涉及一种用于移动视频直播的回声消除装置，包括放大单元、收发单元、语音处理单元和采样率插值单元；所述放大单元与语音处理单元相连接，所述语音处理单元与采样率插值单元和收发单元依次连接并组成循环回路。本实用新型的消除回声装置可内嵌或外接于移动终端，在消除回声时具有收敛速度快，计算方法简单，且对于时延较大的网络环境，回声消除效果较好等优点。

Description

一种用于移动视频直播的回声消除装置

技术领域

本实用新型属于回声消除技术领域，具体涉及一种用于移动视频直播的回声消除装置。

背景技术

随着技术的不断进步和网络带宽的不断提升，直接通过手机、平板电脑等移动终端进行视频直播已经成为现实，并已深入到人们的生活中。尽管相较于视频音频（语音）的编码复杂度和码流均要小得多，但由于受网络延时、网络丢包等问题影响，在通讯过程中会产生回声（Echo），从而影响用户体验，有必要对回声进行处理，尽量降低回声对终端用户的影响。

通讯中的回声可分为声学回声（Acoustic Echo）和线路回声（Line Echo）。声学回声是由于扬声器的声音又被送至麦克风，和输入语音混合到一起被传输到通讯对方；线路回声是由于物理电子线路的二四线匹配耦合产生的。通常是引入声学回声消除器（Acoustic Echo Canceler, AEC）和线路回声消除器（Line Echo Canceler, LEC）,相应的回声消除技术通常也可称为AEC（Acoustic Echo Cancellation）和LEC（Line EchoCancellation）。

在移动视频直播中只有声学回声，因此本实用新型只考虑声学回声的消除。

目前的回声消除的方式主要有两种，一种是硬件实现（如富迪科技的回声消除降噪芯片），另一种是纯软件实现（如skype），但这些方法主要应用于VoIP网络，在移动终端尤其是智能手机中内嵌回声处理的方法则不多见。

此外，目前的回声消除算法主要是采用自适应滤波器模拟回声路径，并使其冲激响应与实际回声路径尽可能的接近，从而得到回声信号的估计值，再将该估计值从近端采样的语音信号中减去即可实现回声的消除。

实际应用中典型的自适应算法包括：最小均方（Least Mean Square, LMS）算法、归一化最小均方（Normalized Least Mean Square, NLMS）算法、仿射投影（AffineProjection Algorithm, APA）算法、快速横向滤波（Fast Transverse Filter Algorithm）算法，块自适应（Block-Adaptive Algorithm）以及加前置去相关滤波器的算法。

这些自适应算法要么收敛速度慢，要么计算复杂度高，并且对于时延较大的网络环境，回声消除效果不好。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种用于移动视频直播中回声消除装置，该装置内嵌或外接于移动终端，实现回声消除的功能。

本实用新型的回声消除装置包括：所述装置包括放大单元、收发单元、语音处理单元和采样率插值单元；所述放大单元与语音处理单元相连接，所述语音处理单元与采样率插值单元和收发单元依次连接并组成循环回路；所述放大单元用于将近端麦克风采集声音形成的微弱电流信号进行放大，放大后的电流信号送至语音处理单元中进行处理；所述收发单元用于接收移动终端所采集或存储的音频数据并将所述音频数据发送至语音处理单元，以及用于接收采样率差值单元插值的音频数据；所述语音处理单元用于消除收发单元传送来的音频数据回声以及降噪；所述采样率插值单元用于对语音处理单元输出的语音数据进行采样。

进一步地，所述语音处理单元内置模数转换器、数模转换器及运行回声消除相关算法的微处理器或数字信号处理器。

进一步地，所述语音处理单元采用的芯片级产品为FM1182、FM36。

进一步地，所述装置可内嵌或外接于移动终端。

进一步地，所述装置外接于移动终端时，所述收发单元通过USB接口与移动终端连接。

相对于现有技术，本实用新型的消除回声装置可内嵌或外接于移动终端，在消除视频直播回声时具有收敛速度快，计算方法简单，且对于时延较大的网络环境，回声消除效果较好等优点。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的回声消除功能模块图。

图2是本实用新型的回声消除原理示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

如图1所示的本实用新型的回声消除装置，包括：放大单元1、收发单元2、语音处理单元3和采样率插值单元4；所述放大单元1与语音处理单元3相连接，所述语音处理单元3与采样率插值单元4和收发单元2依次连接并组成循环回路。

放大单元1，用于将近端麦克风采集声音形成的微弱电流进行放大，送入下一级电路单元处理。由于外置回声消除装置中的麦克风功率较小，由此采集到的声音所形成的电流比较微弱，必须进行放大。放大后的电流送至语音处理单元3进行处理。

收发单元2，用于接收移动终端所采集或存储的音频数据并将所述音频数据发送至语音处理单元3，以及用于接收采样率差值单元插值的音频数据。当本实用新型的装置外接于移动终端时，收发单元2通过USB接口与移动终端连接，可同时完成移动终端对外接回声消除装置的供电和音频数据的传输。

语音处理单元3，用于消除语音回声以及降噪。该单元内置模数转换器(ADC)、数模转换器（DAC）及微处理器（MCU）或数字信号处理器（DSP）。模数转换器(ADC)将数字信号转换为模拟信号，数模转换器（DAC）将模拟信号转换为数字信号；微处理器（MCU）或数字信号处理器（DSP）内置回声消除的计算方法，运行回声消除的相关计算。该单元有成熟的芯片级产品，如富迪科技的FM1182、FM36等。

采样率插值单元4，用于对语音处理单元3输出的语音数据进行采样，以满足应用软件中对音频编码的需求。

在本实用新型的实施方式中，语音信号有两部分，一部分为远端参考信号，通过解码对端通过网络传输过来的数据包得到；另一部分为近端语音信号，通过外置回声消除装置的声音采集系统采集得到。

回声消除的原理如图2所示。近端信号混合了麦克风所采集到的语音及远端传来的语音，近端信号再通过网络传到远端。由于近端信号里混合了远端传输来的语音，对远端的听者而言，听到自己先前的语音，即产生了所谓的回声。回声产生的根源在于远端的语音，因此我们将远端信号称之为参考信号。回声与参考信号高度相关，可以将回声表示成关于参考信号的某种数学函数式。这种数学函数式表征了语音线路的本质特征，通常称为回声路径。声学回声消除器（AEC）的主要工作就是求解该数学函数式，尽可能逼近真实解，从而可以计算出回声信号的估计值，再将该估计值从近端采样的语音信号中减去即可实现回声的消除。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于移动视频直播的回声消除装置，其特征在于：所述装置包括放大单元（1）、收发单元（2）、语音处理单元（3）和采样率插值单元（4）；所述放大单元（1）与语音处理单元（3）相连接，所述语音处理单元（3）与采样率插值单元（4）和收发单元（2）依次连接并组成循环回路；所述放大单元（1）用于将近端麦克风采集声音形成的微弱电流信号进行放大，放大后的电流信号送至语音处理单元（3）中进行处理；所述收发单元（2）用于接收移动终端所采集或存储的音频数据并将所述音频数据发送至语音处理单元（3），以及用于接收采样率差值单元插值的音频数据；所述语音处理单元（3）用于消除收发单元（2）传送来的音频数据回声以及降噪；所述采样率插值单元（4）用于对语音处理单元（3）输出的语音数据进行采样。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述语音处理单元（3）内置模数转换器、数模转换器及运行回声消除相关算法的微处理器或数字信号处理器。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述语音处理单元（3）采用的芯片级产品为FM1182、FM36。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置可内嵌或外接于移动终端。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置外接于移动终端时，所述收发单元（2）通过USB接口与移动终端连接。