本发明涉及一种噪声抑制方法，特别是涉及一种回声抑制方法、判定方法、介质及信号收发设备。
背景技术：
通信系统中经常会出现回声干扰，从而导致通话质量的降低。回声干扰产生的原理为：近端设备接收到的远端信号经过扬声器播放后转换为用户可以听到的声音，该声音经过回声路径后在近端设备的输入侧形成回声，该回声由近端设备的发送端发送至远端设备，从而对远端设备产生干扰。因此，如何对通信系统中的回声干扰进行抑制，已成为相关技术人员亟需解决的技术问题之一。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种回声抑制方法、判定方法、介质及信号收发设备，用于解决现有通信系统中存在回声干扰的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种回声抑制方法，所述回声抑制方法包括：获取输入信号，所述输入信号包括回声；获取前处理信号，所述前处理信号由所述输入信号经前处理后产生，所述前处理用于对所述回声进行初步抑制；获取所述输入信号与所述前处理信号之间的比值；当所述比值满足第一预设条件时，对所述前处理信号进行二次抑制。
于所述第一方面的一实施例中，所述前处理包括自适应滤波和/或非线性处理。
于所述第一方面的一实施例中，获取所述比值的实现方法包括：获取所述输入信号的功率谱密度及其功率；获取所述前处理信号的功率谱密度及其功率；根据所述输入信号的功率谱密度及其功率、所述前处理信号的功率谱密度及其功率，获取所述比值。
于所述第一方面的一实施例中，获取所述输入信号的功率谱密度的实现方法包括：对所述输入信号进行预处理，然后进行加窗傅里叶变换，以获取所述输入信号的功率谱密度；获取所述前处理信号的功率谱密度的实现方法包括：对所述前处理信号进行预处理，然后进行加窗傅里叶变换，以获取所述前处理信号的功率谱密度。
于所述第一方面的一实施例中，所述回声抑制方法还包括：在获取所述输入信号的功率谱密度以后，对所述输入信号的功率谱密度进行平滑处理；在获取所述前处理信号的功率谱密度以后，对所述前处理信号的功率谱密度进行平滑处理。
于所述第一方面的一实施例中，所述比值为
于所述第一方面的一实施例中，所述回声抑制方法应用于一信号收发设备，当所述比值满足第一预设条件时，对所述前处理信号进行二次抑制的实现方法包括：当所述比值小于一预设阈值时，对所述前处理信号进行二次抑制；当所述比值大于等于所述预设阈值时，若所述信号收发设备的结构和腔体状况满足第二预设条件，对所述前处理信号进行二次处理，若所述信号收发设备的结构和腔体状况不满足所述第二预设条件，不对所述前处理信号进行二次处理，其中，所述二次处理包括二次抑制或增强。
本发明的第二方面提供一种判定方法，用于判定一信号收发设备的输入信号为单讲信号或者双讲信号，所述判定方法包括：获取所述信号收发设备的输入信号，所述输入信号包括回声；获取所述信号收发设备中的前处理信号，所述前处理信号由所述输入信号经前处理之后产生，所述前处理用于对所述回声进行初步抑制；获取所述输入信号与所述前处理信号之间的比值；当所述比值小于一预设阈值时，判定所述输入信号为单讲信号，否则判定所述输入信号为双讲信号。
本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面任一项所述的回声抑制方法，和/或本发明第二方面所述的判定方法。
本发明的第四方面提供一种信号收发设备，所述信号收发设备包括：信号接收器，用于获取远端信号；声音播放器，与所述信号收发器相连，用于播放所述远端信号；声音输入器，用于获取输入信号，所述输入信号包括回声；前处理模块，与所述声音输入器相连，用于对所述输入信号进行前处理以产生前处理信号，所述前处理用于对所述回声进行初步抑制；处理器，与所述前处理模块相连，配置为采用本发明第一方面任一项所述的回声抑制方法对所述前处理信号进行回声抑制；信号发送器，与所述处理器相连，用于将回声抑制后的所述前处理信号发送至远端。
如上所述，本发明所述回声抑制方法、判定方法、介质及信号收发设备的一个技术方案具有以下有益效果：
于所述回声抑制方法中，输入信号经前处理以后产生前处理信号，所述前处理用于对回声进行初步抑制，因此，所述前处理信号中回声的功率小于所述输入信号中回声的功率。并且，在比值满足第一预设条件时，所述回声抑制方法对所述前处理信号进行二次抑制，从而进一步降低了所述前处理信号中回声的功率，当所述前处理信号发送至远端设备时，远端设备接收到的回声的功率较低，此时，回声对语音通话产生的干扰很小。因此，所述回声抑制方法能够对通信系统中的回声干扰进行抑制，从而提升语音通话的质量。
附图说明
图1显示为本发明所述回声抑制方法于一具体实施例中的流程图。
图2显示为本发明所述回声抑制方法于一具体实施例中步骤s13的流程图。
图3显示为本发明所述回声抑制方法于一具体实施例中步骤s14的流程图。
图4显示为本发明所述回声抑制方法于一具体实施例中的流程图。
图5显示为本发明所述判定方法于一具体实施例中的流程图。
图6显示为本发明所述信号收发设备于一具体实施例中的结构示意图。
元件标号说明
1信号收发设备
11信号接收器
12声音播放器
13声音输入器
14前处理模块
141自适应滤波器
142非线性处理器
15处理器
16信号发送器
s11～s14步骤
s131～s133步骤
s141～s142步骤
s41～s46步骤
s51～s54步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。此外，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
在远端设备与近端设备进行语音通信时，例如视频会议或者采用免提通话时，经常会出现回声干扰而导致语音通信的质量降低。回声干扰产生的原理为：近端设备接收到的远端信号经过回声路径后形成回声，该回声由近端设备的发送端发送至远端设备，从而对远端设备产生干扰。针对这一问题，本发明提供一种回声抑制方法，于所述回声抑制方法中，输入信号经前处理以后产生前处理信号，所述前处理用于对回声进行初步抑制，因此，所述前处理信号中回声的功率小于所述输入信号中回声的功率。并且，在比值满足第一预设条件时，所述回声抑制方法对所述前处理信号进行二次抑制，从而进一步降低了所述前处理信号中回声的功率，因此，当所述前处理信号发送至远端设备时，远端设备接收到的回声的功率较低，此时，回声对语音通话产生的干扰很小。因此，所述回声抑制方法能够对通信系统中的回声干扰进行抑制，从而提升语音通话的质量。
请参阅图1，于本发明的一实施例中，所述回声抑制方法包括：
s11，获取输入信号，所述输入信号包括回声。具体地，接收到的远端信号经声音播放器播放后形成用户可以听到的声音，该声音经过回声路径后到达声音输入器，从而形成所述回声。其中，所述回声路径是指由扬声器等声音播放器发出的声音、经过空气或者其他传播媒介传播至麦克风等声音输入器的过程中所经过的路径。
可选地，所述输入信号可以包括回声和有效语音信号，所述有效语音信号是指需要发送的语音信号，此时，所述输入信号为双讲信号。
可选地，所述输入信号可以包括回声而不包括有效语音信号，此时，所述输入信号为单讲信号。
s12，获取前处理信号，所述前处理信号由所述输入信号经前处理后产生，所述前处理用于对所述回声进行初步抑制。
可选地，所述前处理包括自适应滤波和/或非线性处理，其中，采用自适应滤波和/或非线性处理对所述输入信号中的回声进行初步抑制的方法可以采用现有技术实现，此处不作赘述。
s13，获取所述输入信号与所述前处理信号之间的比值。其中，所述比值用于反应所述输入信号与所述前处理信号之间的功率差异。
s14，当所述比值满足第一预设条件时，对所述前处理信号进行二次抑制。具体应用中，可以根据实际需求或者经验设置所述第一预设条件。
具体地，基于所述比值能够获取所述输入信号与所述前处理信号之间的功率差异，由于单讲信号不包含有效语音信号，因而前处理可以对其进行程度较深的回声抑制以尽可能地降低回声功率而不会影响有效语音信号；相对的，双讲信号中包含有效语音信号，因而前处理不能对其进行程度较深的回声抑制以免过度削弱有效语音信号。由此可知，在经过前处理以后单讲信号的功率通常低于双讲信号的功率，进而可知，所述功率差异越大则所述输入信号为单讲信号的概率越大，此时，所述前处理信号中包含有效语音信号的概率较低，因而可以对所述前处理信号进行二次抑制而基本不会对有效语音信号产生影响。
可选地，所述二次抑制基于一权重系数实现，例如，将所述前处理信号的功率乘以所述权重系数即可实现所述二次抑制，其中，所述权重系数的取值例如为0～3。具体应用中，通过合理设置所述权重系数，能够使得所述前处理信号中的回声的功率低于人耳感知阈值，此时，远端设备基本不会受到回声干扰。
根据以上描述可知，本实施例所述回声抑制方法中，输入信号经前处理以后产生前处理信号，所述前处理用于对回声进行初步抑制，因此，所述前处理信号中回声的功率小于所述输入信号中回声的功率。并且，在比值满足第一预设条件时，所述回声抑制方法对所述前处理信号进行二次抑制，从而进一步降低了所述前处理信号中回声的功率，因此，当所述前处理信号发送至远端设备时，远端设备接收到的回声的功率较低，此时，回声对语音通话产生的干扰很小。因此，本实施例所述回声抑制方法能够对通信系统中的回声干扰进行抑制，从而提升语音通话的质量。
此外，所述回声抑制方法能够降低回声抑制算法对设备结构和腔体性能的依赖性。具体地，相关技术中为了提升回声抑制的效果需要采用高性能的结构和腔体，而本实施例中，输入信号中的回声经过初步抑制和二次抑制以后，能够实现良好的回声抑制效果，因而设备无需采用高性能的结构和腔体来提升回声抑制的效果。
请参阅图2，于本发明的一实施例中，获取所述比值的实现方法包括：
s131，获取所述输入信号的功率谱密度及其功率。
s132，获取所述前处理信号的功率谱密度及其功率。
s133，根据所述输入信号的功率谱密度及其功率、所述前处理信号的功率谱密度及其功率，获取所述比值。
由于所述输入信号和所述前处理信号均为声音信号，二者均为时间连续的信号，因此，传统傅里叶变换难以获取其功率谱密度。基于此，本实施例中，步骤s131优选为通过对所述输入信号进行预处理、然后进行加窗傅里叶变换来获取所述输入信号的功率谱密度。步骤s132优选为通过对所述前处理信号进行预处理、然后进行加窗傅里叶变换来获取所述前处理信号的功率谱密度。其中，所述预处理包括预加重和加窗处理。
在对所述输入信号或所述前处理信号进行加窗傅里叶变换时，相邻窗口之间可能会出现断层，此时会对回声抑制的效果产生影响。针对这一问题，于本发明的一实施例中，所述回声抑制方法还包括：在获取所述输入信号的功率谱密度以后，对所述输入信号的功率谱密度进行平滑处理；在获取所述前处理信号的功率谱密度以后，对所述前处理信号的功率谱密度进行平滑处理。
本实施例通过对所述输入信号和所述的功率谱密度进行平滑处理，能够进一步提升回声抑制的效果。
可选地，本实施例中，所述比值为
请参阅图3，于本发明的一实施例中，所述回声抑制方法应用于一信号收发设备，当所述比值满足第一预设条件时，对所述前处理信号进行二次抑制的一种实现方法包括：
s141，当所述比值小于一预设阈值时，对所述前处理信号进行二次抑制。此时，可以判定所述输入信号为单讲信号，步骤s141可以对所述前处理信号进行程度较深的二次抑制(例如，可以选取一个较小的权重系数进行二次抑制)而基本不会对有效语音信号产生影响。所述预设阈值可以根据经验或实际需求设置。
s142，当所述比值大于等于所述预设阈值时，若所述信号收发设备的结构和腔体状况满足第二预设条件，对所述前处理信号进行二次处理，若所述信号收发设备的结构和腔体状况不满足所述第二预设条件，不对所述前处理信号进行二次处理，其中，所述二次处理包括二次抑制或增强。所述第二预设条件与所述信号收发设备的结构和腔体状况相关，具体应用中可以根据实际需求和经验设置所述第二预设条件。具体地，当所述信号收发设备的结构和腔体状况满足所述第二预设条件时，表示所述信号收发设备的结构和腔体状况较差，此时，需要对所述前处理信号进行二次处理，以进一步降低所述前处理信号中的回声。当所述信号收发设备的结构和腔体状况不满足所述第二预设条件时，表示所述信号收发设备的结构和腔体状况良好，此时无需对所述前处理信号进行二次处理。
需要说明的是，不同于步骤s141，步骤s142中的输入信号为双讲信号的概率较高，此时，对所述前处理信号进行的二次抑制同时可能会削弱有效语音信号，因此，步骤s142在进行二次抑制时需要在回声抑制和有效语音信号削弱之间进行权衡，而无法进行程度较深的二次抑制。
请参阅图4，于本发明的一实施例中，所述回声抑制方法应用于一信号收发设备，具体包括：
s41，获取输入信号和前处理信号，所述输入信号包括回声，所述前处理信号由所述输入信号经前处理后产生。
s42，分别对所述输入信号和所述前处理信号进行预处理，然后进行加窗傅里叶变换，以获取所述输入信号和所述前处理信号的功率谱密度。
s43，对所述输入信号和所述前处理信号的功率谱密度进行平滑处理。
s44，根据所述输入信号和所述前处理信号的功率谱密度获取一比值，所述比值例如为
s45，当所述比值小于一预设阈值时，对所述前处理信号进行二次抑制。
s46，当所述比值不小于所述预设阈值时，根据所述信号收发设备的结构和腔体情况对所述前处理信号进行二次处理。具体地，当所述信号收发设备的结构和腔体情况较差时，对所述前处理信号进行二次处理，否则，不对所述前处理信号进行二次处理。其中，所述信号收发设备的结构和腔体情况和好坏可以通过相关参数是否满足第二预设条件来判定，所述二次处理包括二次抑制或增强。
本发明还提供一种判定方法，用于判定一信号收发设备的输入信号为单讲信号或者双讲信号。具体地，请参阅图5，于本发明的一实施例中，所述判定方法包括：
s51，获取所述信号收发设备的输入信号，所述输入信号包括回声。
s52，获取所述信号收发设备中的前处理信号，所述前处理信号由所述输入信号经前处理之后产生，所述前处理用于对所述回声进行初步抑制。
s53，获取所述输入信号与所述前处理信号之间的比值。
s54，当所述比值小于一预设阈值时，判定所述输入信号为单讲信号，否则判定所述输入信号为双讲信号，所述预设阈值可以根据经验或实际需求设置。
其中，所述步骤s51～s53与图1所示步骤s11～s13类似，此处不做过多赘述。
基于以上对所述回声抑制方法和所述判定方法的描述，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现图1或图4所示的回声抑制方法，和/或实现图5所示的判定方法。
本发明还提供一种信号收发设备。具体地，请参阅图6，于本发明的一实施例中，所述信号收发设备1包括信号接收器11、声音播放器12、声音输入器13、前处理模块14、处理器15和信号发送器16。
所述信号接收器11用于获取远端信号，所述远端信号例如为声音信号。
所述声音播放器12，例如为扬声器，与所述信号接收器11相连，用于播放所述远端信号。所述声音播放器12播放所述远端信号时所发出的声音、经过回声路径到达所述声音输入器13后形成回声，所述回声路径是指所述声音播放器12发出的声音、经过空气或者其他传播媒介传播至所述声音输入器13的过程中所经过的路径。
所述声音输入器13，例如为麦克风，用于获取输入信号。所述输入信号包括所述回声。此外，所述输入信号还可能包含有效语音信号，所述有效语音信号是指所述声音播放器12需要发送的语音信号。
所述前处理模块14与所述声音输入器13相连，用于对所述输入信号进行前处理以产生前处理信号，其中，所述前处理用于对所述回声进行初步抑制。
可选地，所述前处理模块14包括自适应滤波器141和非线性处理器142。
所述处理器15与所述前处理模块14相连，配置为采用图1所示的回声抑制方法对所述前处理信号进行回声抑制。
所述信号发送器16与所述处理器15相连，用于将回声抑制后的所述前处理信号，也即所述处理器15输出的所述前处理信号，发送至远端设备。
本发明所述的回声抑制方法、判定方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
根据以上描述可知，本发明所述回声抑制方法中，输入信号经前处理以后产生前处理信号，所述前处理用于对回声进行初步抑制，因此，所述前处理信号中回声的功率小于所述输入信号中回声的功率。并且，在比值满足第一预设条件时，所述回声抑制方法对所述前处理信号进行二次抑制，从而进一步降低了所述前处理信号中回声的功率，因此，当所述前处理信号发送至远端设备时，远端设备接收到的回声的功率较低，此时，回声对语音通话产生的干扰很小。因此，本发明所述回声抑制方法能够对通信系统中的回声干扰进行抑制，从而提升语音通话的质量。
此外，所述回声抑制方法能够降低回声抑制算法对设备结构和腔体性能的依赖性。具体地，相关技术中为了提升回声抑制的效果需要采用高性能的结构和腔体，而本发明中，输入信号中的回声经过初步抑制和二次抑制以后，能够实现良好的回声抑制效果，因而设备无需采用高性能的结构和腔体来提升回声抑制的效果。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
