一种消除回声的方法及装置制造方法

一种消除回声的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种消除回声的方法，包括：采集麦克风采集声音信号；通话麦克风采集近端语音信号；根据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号；输出所述回声消除后的语音信号。本发明实施例还公开了一种消除回声的装置。采用本发明，能够改善回声消除的效果，提高通话质量。
【专利说明】一种消除回声的方法及装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子【技术领域】，尤其涉及一种消除回声的方法及装置。

【背景技术】
[0002] 移动终端等通信设备在进行通话过程中往往会受到回声干扰，其可包括麦克风接 收的来自于扬声器的回声干扰等，这些回声干扰可能直接影响通话质量。对此，现有技术提 出了回声消除方案，通信过程中将用于发送至扬声器的远端语音信号作为参考，进行近端 语音信号的回声消除操作。
[0003] 通信设备的扬声器声音过大时造成的麦克风米集信号饱和，以及扬声器的软硬件 限制造成的播放效果差异等因素出现时，都会将过多的非线性成分引入近端语音信号中， 这种情况下采用现有技术无法有效地起到回声干扰的消除作用。


【发明内容】

[0004] 本发明实施例提供一种消除回声的方法及装置，用以解决现有技术存在的因通话 麦克风出现信号采集饱和现象以及存在扬声器的播放效果差异时无法有效地起到回声干 扰的消除作用的问题，能够改善回声消除的效果，提高通话质量。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种回声消除的方法，所 述方法包括：
[0006] 采集麦克风采集声音信号；
[0007] 通话麦克风采集近端语音信号；
[0008] 根据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音 信号；
[0009] 输出所述回声消除后的语音信号。
[0010] 结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述采集麦克风为单一指向性采集 麦克风，所述单一指向性采集麦克风指向扬声器方向。
[0011] 结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述采集麦克风包括至少两个采集 子麦克风，其中，所述采集子麦克风为全指向性采集麦克风，所述全指向性采集麦克风的排 布方式为阵列式。
[0012] 结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述采集麦克风包括至少两个采集 子麦克风，所述采集麦克风采集声音信号包括：
[0013] 获取近端音源位置；
[0014] 在全部所述采集子麦克风中选择与所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风 采集所述声音信号，其中，所述与所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风为单一指向 性采集麦克风或全指向性麦克风。
[0015] 结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述采集麦克风为单一指向性麦克 风，所述根据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音 信号包括：
[0016] 滤波器根据所述声音信号对所述近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟 回声信号；
[0017] 通过所述模拟回声信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成所述回声消除 后的语音信号。
[0018] 结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述采集麦克风为全指向性麦克风， 所述根据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号 包括：
[0019] 对所述声音信号进行波束形成计算，生成指定方向的声音信号，所述指定方向的 声音信号的指向为扬声器方向；
[0020] 滤波器根据所述指定方向的声音信号对所述近端语音信号中的回声成分进行模 拟，生成模拟回声信号；
[0021] 根据所述模拟回声信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成所述回声消除 后的语音信号。
[0022] 结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，生成的所述回声消除后的语音信号 至少有两个，所述输出所述回声消除后的语音信号包括：
[0023] 获取每一个所述回声消除后的语音信号的残留回声量；
[0024] 根据获取到的所述回声消除后的语音信号的残留回声量，从所述回声消除后的语 音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号；
[0025] 输出所述含有残留回声量最小的语音信号。
[0026] 结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，在所述米集麦克风米集声音信号之 后，所述方法还包括：
[0027] 获取远端语音信号，所述远端语音信号为从通信对端接收到的信号；
[0028] 通过所述远端语音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成远端语音信号 处理后的语音信号；
[0029] 相应的，所述输出所述回声消除后的语音信号之后，所述方法还包括：
[0030] 将所述回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理后的语音信号输入比较 器；
[0031] 所述比较器获取所述回声消除后的语音信号的残留回声量，以及所述远端语音信 号处理后的语音信号的残留回声量；
[0032] 根据获取到的所述回声消除后的语音信号的残留回声量，以及所述远端语音信号 处理后的语音信号的残留回声量，从所述回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理 后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号；
[0033] 输出所述含有残留回声量最小的语音信号。
[0034] 结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式 中，输出含有残留回声量最小的语音信号包括：
[0035] 检测所述近端语音信号是否超出所述通话麦克风拾音的规定频率区间；
[0036] 若检测出所述近端语音信号超出了所述通话麦克风拾音的规定频率区间，则判断 所述含有残留回声量最小的语音信号是否为所述远端语音信号处理后的语音信号；
[0037] 若判断出所述含有残留回声量最小的语音信号为所述远端语音信号处理后的语 音信号，则所述比较器停止输出所述含有残留回声量最小的语音信号，并选择所述回声消 除后的语音信号为指定输出的语音信号；
[0038] 输出所述指定输出的语音信号。
[0039] 相应的，本发明实施例第二方面还提供了一种通信设备，包括：
[0040] 第一采集模块，用于通过采集麦克风采集声音信号；
[0041] 第二采集模块，用于通过通话麦克风采集近端语音信号；
[0042]消除模块，用于根据所述第一采集模块采集的所述声音信号消除所述第二采集模 块采集的所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号；
[0043] 输出模块，用于输出所述消除模块生成的所述回声消除后的语音信号。
[0044] 结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述采集麦克风为单一指向性采集 麦克风，所述单一指向性采集麦克风指向扬声器方向。
[0045] 结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述采集麦克风包括至少两个采集 子麦克风，其中，所述采集子麦克风为全指向性采集麦克风，所述全指向性采集麦克风的排 布方式为阵列式。
[0046] 结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述采集麦克风包括至少两个采集 子麦克风，所述第一采集模块包括：
[0047] 第一获取单元，用于获取近端音源位置；
[0048] 第一选择单元，用于在全部所述采集子麦克风中选择出与所述第一获取单元获取 到的所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风；
[0049] 第一采集单元，用于通过所述第一选择单元选择出的所述采集子麦克风采集所述 声音信号，其中，所述与所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风为单一指向性采集麦 克风或全指向性麦克风。
[0050] 结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，所述采集麦克风为单一指向性麦克 风，所述消除模块包括：
[0051] 第一模拟单元，用于通过滤波器根据所述第一采集模块采集到的所述声音信号对 所述近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声信号；
[0052] 第一消除单元，用于通过所述第一模拟单元生成的所述模拟回声信号消除所述近 端语音信号中的回声成分，生成所述回声消除后的语音信号。
[0053] 结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，所述采集麦克风为全指向性麦克风， 所述消除模块包括：
[0054] 第一计算单元，用于对所述第一采集模块采集到的所述声音信号进行波束形成计 算，生成指定方向的声音信号，所述指定方向的声音信号的指向为扬声器方向；
[0055] 第二模拟单元，用于通过滤波器根据所述第一计算单元生成的所述指定方向的声 音信号对所述近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声信号；
[0056] 第二消除单元，用于根据所述第二模拟单元生成的所述模拟回声信号消除所述近 端语音信号中的回声成分，生成所述回声消除后的语音信号。
[0057] 结合第二方面，在第六种可能的实现方式中，所述消除模块生成的所述回声消除 后的语音信号至少有两个，所述输出模块包括：
[0058] 第二获取单元，用于获取每一个所述回声消除后的语音信号的残留回声量；
[0059] 第二选择单元，用于根据所述第二获取单元获取到的所述回声消除后的语音信号 的残留回声量，从所述回声消除后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号；
[0060] 第一输出单元，用于输出所述第二选择单元选择出的所述含有残留回声量最小的 语音信号。
[0061] 结合第二方面，在第七种可能的实现方式中，还包括：
[0062] 获取模块，用于获取远端语音信号，所述远端语音信号为从通信对端接收到的信 号；
[0063] 所述消除模块，还用于通过所述获取模块获取到的所述远端语音信号消除所述近 端语音信号中的回声成分，生成远端语音信号处理后的语音信号；
[0064] 输入模块，用于将所述回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理后的语音 信号输入比较器；
[0065] 所述输出模块包括：
[0066] 第三获取单元，用于通过所述比较器获取所述回声消除后的语音信号的残留回声 量，以及所述远端语音信号处理后的语音信号的残留回声量；
[0067] 第三选择单元，用于根据所述第三获取单元获取到的所述回声消除后的语音信号 的残留回声量，以及所述远端语音信号处理后的语音信号的残留回声量，从所述回声消除 后的语音信号和所述远端语音信号处理后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语 音信号；
[0068] 第二输出单元，用于输出所述第三选择单元选择出的所述含有残留回声量最小的 语音信号。
[0069] 结合第二方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式 中，所述输出模块还包括：
[0070] 检测单元，用于检测所述近端语音信号是否超出所述通话麦克风拾音的规定频率 区间；还用于检测出所述近端语音信号超出了所述通话麦克风拾音的规定频率区间时，生 成判断提示消息并发送至判断单元；
[0071] 判断单元，用于接收到所述检测单元发送的所述判断提示消息后，判断所述含有 残留回声量最小的语音信号是否为所述远端语音信号处理后的语音信号；还用于判断出所 述含有残留回声量最小的语音信号为所述远端语音信号处理后的语音信号时，生成重选提 示消息并发送至所述第三选择单元；
[0072] 所述第三选择单元，还用于接收到所述判断单元发送的所述重选提示消息后，选 择所述回声消除后的语音信号为指定输出的语音信号；还用于生成切换提示消息并发送至 所述第二输出单元；
[0073] 所述第二输出单元，还用于接收到所述第二选择单元发送的所述切换提示消息 后，停止输出所述含有残留回声量最小的语音信号，并输出所述第三选择单元选择的所述 指定输出的语音信号。
[0074] 通过本发明实施例，根据采集麦克风采集到的声音信号消除近端语音信号中的回 声成分，输出消除效果更佳的语音信号，可提高消除回声干扰的准确性，改善回声消除的效 果，提高通话质量。

【专利附图】

【附图说明】
[0075] 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的介绍，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的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0076] 图1是现有的回声消除的方法的电路原理示意图；
[0077] 图2是本发明实施例中一种消除回声的方法的流程图；
[0078] 图3是本发明第一实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0079] 图4是本发明第二实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0080] 图5是本发明第三实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0081] 图6是本发明第四实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0082] 图7是本发明第五实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0083] 图8是本发明第六实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0084] 图9是本发明第七实施例中的一种通信设备的结构组成示意图；
[0085] 图10是本发明实施例提供的移动终端的结构组成示意图；
[0086] 图11是本发明第一实施例中的一种通信设备的硬件结构组成示意图；
[0087] 图12是本发明第二实施例中的一种通信设备的硬件结构组成示意图；
[0088] 图13是本发明第三实施例中的一种通信设备的硬件结构组成示意图；
[0089] 图14是本发明第四实施例中的一种通信设备的硬件结构组成示意图；
[0090] 图15是本发明第一实施例中的一种通信设备的电路原理组成示意图；
[0091]图16是本发明第二实施例中的一种通信设备的电路原理组成示意图；
[0092] 图17是本发明第三实施例中的一种通信设备的电路原理组成示意图；
[0093] 图18是本发明第四实施例中的一种通信设备的电路原理组成示意图；
[0094] 图19是本发明第五实施例中的一种通信设备的电路原理组成示意图；
[0095] 图20是本发明实施例提供的通信系统的结构组成示意图。

【具体实施方式】
[0096] 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。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他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0097] 如前所述，可一并参照图1所示的现有的回声消除的方法的电路原理示意图，在 现有技术进行回声消除时，直接用通信过程中获取的远端语音信号作为参考回声信号作为 输入，同时用麦克风采集到的信号作为另一个输入，送入自适应滤波器进行回声消除，本发 明实施例提供了一种消除回声的方法及装置，采集麦克风采集声音信号，根据声音信号来 消除通话麦克风采集的近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号，采集麦 克风采集到的声音信号更加接近近端语音信号中的回声成分，利用该声音信号进行回声消 除能够提高消除回声干扰的准确性，改善回声消除的效果，提高通话质量。
[0098]其中，用于采集声音信号的采集麦克风可以为指向性麦克风，如单一指向性麦克 风、全指向性麦克风等，根据指向性麦克风的指向特点，可灵活地选取和布置指向性麦克 风，以采集到更加接近近端语音信号中回声成分的声音信号。
[0099]同一通信设备上可布置多个采集麦克风，根据用户讲话的位置灵活地从多个采集 麦克风中优选出采集麦克风进行声音信号的采集。
[0100] 进行回声消除时，也相应地根据采集声音信号的采集麦克风的指向性特点分别进 行。在回声消除过程中，滤波器将通过声音信号进行模拟回声信号的估算，生成的模拟回声 信号可无限接近近端语音信号中的回声成分，通过该模拟回声信号消除近端语音信号中的 回声成分，能够输出较佳的回声消除后的语音信号。
[0101] 为了保证用于输出至通信对端的回声消除后的语音信号的质量，还可以以多个路 径进行回声消除，生成多个回声消除后的语音信号，并择优地选取较佳的语音信号输出至 通信对端。
[0102] 进一步可选的，以多个路径进行回声消除时，其中一路径还采用从通信对端接收 到的远端语音信号来进行回声消除，通过多个路径生成多个回声消除后的语音信号，并择 优地选取较佳的语音信号输出至通信对端。
[0103] 进一步可选的，多个路径中有通过远端语音信号进行回声消除的路径时，对近端 语音信号进行检测，当近端语音信号不符合规定标准时，不选择通过近端语音信号进行回 声消除生成的语音信号作为指定输出的语音信号。
[0104] 下面通过具体实施例进行说明。
[0105] 图2是本发明实施例中一种消除回声的方法的流程图，本发明实施例的方法可以 实现在通信设备中，如图所示，本实施例中的流程包括以下步骤：
[0106] 步骤S210,采集麦克风采集声音信号。其中，本发明实施例所选用的采集麦克风为 指向性麦克风，如单一指向性采集麦克风、以及全指向性采集麦克风等，采集麦克风采集到 的声音信号相比于远端语音信号更加接近近端语音信号中的回声成分，通过采集麦克风采 集到的声音信号进行回声消除将有效提高消除回声干扰的准确性。
[0107] 本发明实施例中采集麦克风采集声音信号的采集方案可包括并不仅限于以下方 案：
[0108] 米集方案一、通过一个单一指向性麦克风米集声音信号。
[0109] 其中，用于采集声音信号的采集麦克风为单一指向性麦克风，该单一指向性采集 麦克风指向扬声器方向，本发明实施例米用的米集麦克风能够只拾取扬声器发出的声音， 并且降低其他声音干扰，使采集到的声音信号更加接近于近端语音信号中的回声成分。可 一并参照图11所示的硬件结构组成示意图，图中的rnic-y为通话麦克风，扬声器附近设有 采集麦克风Micl，采集麦克风Micl为单一指向性麦克风，其指向扬声器方向。单一指向性 麦克风具有指定方向灵敏性，能够只拾取指定方向的声音信号，将采集麦克风Micl如图11 所示方式设置时，采集麦克风Micl可拾取图11所示上的虚拟曲线所示方向传播过来的声 音信号。故可通过采集麦克风Micl采集到用于进行回声消除的声音信号Xl(k)。
[0110] 采集方案二、通过至少两个采集子麦克风采集声音信号，其中，采用的至少两个采 集子麦克风组成一组采集子麦克风组件，采集子麦克风组件中的采集子麦克风均为全指向 性麦克风，其排布方式为阵列式。
[0111] 具体实现中，本发明实施例采用的全指向性麦克风能够拾取各个方向出现的声 音，其对各个方向的声音灵敏度相同，多个全指向性麦克风进行声音信号米集后可根据波 束形成算法进行计算，从而获得指定方向的声音信号。可一并参照图12所示的硬件结构组 成示意图，图中的mic-y为通话麦克风，位于扬声器附近的为组成一组采集子麦克风组件 的两个采集子麦克风Mic2和Mic3,排布方式如图12所示，采集麦克风Mic2和Mic3均可以 拾取来自各个方向的声音信号，则通过方案二采集到的为各个方向的两个声音信号xm2 (k) 和 (k)。
[0112] 采集方案三、通过至少两个采集子麦克风中的一个采集子麦克风采集声音信号。
[0113] 其中，用于采集声音信号的至少两个采集子麦克风均为单一指向性麦克风，并且 均指向扬声器方向。本方案可以择优地选择一个米集子麦克风进行声音信号的米集，选择 采集子麦克风的方式包括基于近端音源位置进行选择。
[0114] 近端音源位置在本发明实施例中可视为使用本发明实施例的装置的用户发出讲 话声音的位置，那么，通过至少两个采集子麦克风中的一个采集子麦克风采集声音信号可 以包括以下步骤：获取近端音源位置；在全部采集子麦克风中选择与近端音源位置距离最 近的采集子麦克风采集声音信号。
[0115] 具体实现中，获取近端音源位置的方法有多种，可以直接调用通信设备中的传感 器获取近端音源位置，如通过声波检测的方式进行获取，本发明实施例对获取近端音源位 置的方法不做限定。
[0116] 具体实现中，选择出与近端音源位置距离最近的采集子麦克风的作用是将该采集 子麦克风作为拾取声音信号的采集子麦克风，可有效避免用户位于采集子麦克风的拾取灵 敏范围内发出声音，降低拾取声音信号的准确性，本步骤查找出的采集子麦克风可只拾取 扬声器产生的声音信号。选择的方式可以为，根据获取到的近端音源位置，以及预设置的多 个采集子麦克风的位置，计算并查询与近端音源位置最近的采集子麦克风，并选择该采集 子麦克风作为当前用于采集声音信号的采集子麦克风。本发明实施例对选择与近端音源位 置距离最近的采集子麦克风的方法不作限定。可一并参照图13所示的硬件结构组成示意 图，图中的mic-y为通话麦克风，位于扬声器附近设有两个采集子麦克风Mic4和Mic5,排布 方式如图13所示，采集子麦克风Mic4和Mic5均指向扬声器，如图中虚拟曲线所示，采集子 麦克风Mic4和Mic5位于扬声器两边相对设置，当用户在图示位置讲话，即近端音源位置为 图示位置时，可查找出与近端音源位置距离最近的采集子麦克风Mic4。
[0117] 具体实现中，通过选择出的采集子麦克风采集声音信号。如前述的举例，相比于图 13中通过采集子麦克风Mic5拾取声音信号，通过采集子麦克风Mic4拾取声音信号能够有 效减少采集到的声音信号中用户的声音，采集子麦克风Mic5的指定方向与用户讲话位置 属于相近的方向，在拾取声音信号过程中可能带入用户的声音，采用采集子麦克风Mic5拾 取的声音信号进行回声消除时可能将用户的声音消除，可通过采集子麦克风Mic4采集到 用于进行回声消除的声音信号x3(k)。
[0118] 采集方案四、通过至少两组采集子麦克风中一组采集子麦克风采集声音信号。
[0119] 其中，可视一组采集子麦克风为采集子麦克风组件，采集子麦克风组件中的采集 子麦克风均为全指向性麦克风，其排布方式为阵列式。
[0120] 具体实现中，本发明实施例采用的全指向性麦克风能够拾取各个方向出现的声 音，其对各个方向的声音灵敏度相同，多个全指向性麦克风进行声音信号米集后可根据波 束形成算法进行计算，从而获得指定方向的声音信号。本方案可以择优地选择一采集子麦 克风组件进行声音信号的采集，选择采集子麦克风组件的方式包括基于近端音源位置进行 选择。
[0121] 如前述介绍的实施例，近端音源位置在本发明实施例中可视为使用本发明实施例 的装置的用户发出讲话声音的位置，那么，通过至少两组采集子麦克风中一组采集子麦克 风采集声音信号可以包括以下步骤：获取近端音源位置；在全部采集子麦克风组件中选择 与近端音源位置距离最近的采集子麦克风组件采集声音信号。
[0122] 具体实现中，选择出与近端音源位置距离最近的采集子麦克风组件的作用是将该 采集子麦克风组件作为拾取声音信号的采集子麦克风组件，可有效减少用户声音的干扰， 提高获取声音信号的准确性，本步骤查找出的采集子麦克风组件可有效地获取扬声器产生 的声音信号。选择的方式可以为，根据获取到的近端音源位置，以及预设置的多个采集子麦 克风组件的位置，计算并查询与近端音源位置最近的采集子麦克风组件，并选择该采集子 麦克风组件作为当前用于采集声音信号的采集子麦克风组件。本发明实施例对选择与近端 音源位置距离最近的采集子麦克风组件的方法不作限定。可一并参照图14所示的硬件结 构组成示意图，图中的mic-y为通话麦克风，位于扬声器附近设有两组采集子麦克风组件 P1和P2,采集子麦克风组件P1和P2又分别进一步包括两个阵列形式排列的采集子麦克 风，排布方式如图14所示，采集子麦克风组件组件P1和P2位于扬声器两边相对设置，当用 户在图示位置讲话，即近端音源位置为图示位置时，可查找出与近端音源位置距离最近的 采集子麦克风组件P1。
[0123] 具体实现中，通过选择出的采集子麦克风组件采集声音信号。如前述的举例，相比 于图14中通过采集子麦克风组件P2拾取的声音信号，通过采集子麦克风组件P1拾取的声 音信号进行波束形成计算计算效果更佳，可通过采集子麦克风组件P1采集全指向性声音 信号XP1(k)，其中，全指向性声音信号XP1(k)包含采集子麦克风组件P1中各个采集子麦克 风采集的全指向性声音信号。
[0124] 采用采集方案三或采集方案四时，若实时获取的近端音源位置发生改变，并且重 新选择的用于采集声音信号的采集子麦克风或采集子麦克风组件与当前工作的采集子麦 克风或采集子麦克风组件不相同时，则需将用于采集声音信号的采集子麦克风或采集子麦 克风组件切换为重新查找出的采集子麦克风或采集子麦克风组件，以保证采集声音信号的 有效性。此外，需要进行采集子麦克风或采集子麦克风组件切换时，需延迟一段时间，以实 现回声消除软件算法的初始化或者元器件的初始化，完成信号的切换，保证输出回声消除 后的语音信号的质量，以及通话稳定。
[0125] 步骤S211，通话麦克风采集近端语音信号。如图11、图12、图13和图14所示的硬 件结构示意图，图中的mic-y均为本发明实施例所提及的通话麦克风，其作用为采集近端 语音信号。
[0126] 步骤S212,根据采集到的声音信号消除近端语音信号中的回声成分，生成回声消 除后的语音信号。
[0127] 如前述的实施例所提及的采集方案，根据采集方式的不同，本步骤也相应地提供 消除方案，其可包括并不仅限于以下方案：
[0128] 消除方案一、滤波器根据采集到的声音信号对近端语音信号中的回声成分进行模 拟，生成模拟回声信号；通过模拟回声信号消除近端语音信号中的回声成分，生成回声消除 后的语音信号。
[0129] 消除方案一适用于通过单一指向性麦克风采集到的声音信号，可包括通过前述的 采集方案一和采集方案三采集到的声音信号。
[0130] 具体实现中，滤波器根据采集到的声音信号对近端语音信号中的回声成分进行模 拟，生成模拟回声信号。其中，生成模拟回声信号可通过一种计算方法实现，也可以直接 通过元器件及相关硬件电路实现，如图15所示的电路原理示意图，其中，远端语音信号为 s(k)，在扬声器附近采集到的、输入自适应滤波器的语音信号为x(k)，自适应滤波器计算出 的模拟回声信号为丨，通话麦克风拾取的近端语音信号为y(k)，用于输出的回声消除后 的语音信号为e(k)，采用自适应滤波器，将步骤S210获取的声音信号作为语音模型，并对 它进行回声估算，并通过不断修改滤波器的系数，使估算出的模拟回声信号更加逼近近端 语音信号中的回声成分。例如，当步骤S210通过采集方案一采集到了声音信号Xl(k)时， 本步骤可根据声音信号Xl(k)估算出模拟回声信号;当步骤S210通过采集方案三采 集到了声音信号&00时，本步骤可根据声音信号x3(k)估算出模拟回声信号_；3(幻。
[0131] 具体实现中，通过模拟回声信号消除近端语音信号中的回声成分，生成回声消除 后的语音信号。前述的举例中，图15可适用于图11所示的通信设备，通过采集方案一，采 集麦克风米集的声音信号xjk)输入自适应滤波器后，自适应滤波器生成模拟回声信号为 ,通话麦克风拾取的近端语音信号为y(k)，此时通过本发明实施例的方法进行回声消 除后生成的回声消除后的语音信号为ei(k)。另外，前述的举例中，图15可适用于图13所 示的通信设备，通过采集方案三，采集麦克风采集的声音信号x3 (k)输入自适应滤波器后， 自适应滤波器生成模拟回声信号为，通话麦克风拾取的近端语音信号为y(k)，此时 通过本发明实施例的方法进行回声消除后生成的回声消除后的语音信号为e3(k)。
[0132] 消除方案二、对采集到的声音信号进行波束形成计算，生成指定方向的声音信号； 滤波器根据生成的指定方向的声音信号对近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟 回声信号；通过模拟回声信号消除近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信 号。
[0133] 消除方案二适用于通过全指向性麦克风采集到的声音信号，可包括通过前述的采 集方案二和采集方案四采集到的声音信号。
[0134] 具体实现中，对采集到的声音信号进行波束形成计算，生成指定方向的声音信号。 其中，所述的指定方向为扬声器方向。全指向性麦克风通常以多个、阵列式排布的形式出 现，其能够拾取各个方向出现的声音，其对各个方向的声音灵敏度相同，在本发明实施例 中，由于扬声器与采集子麦克风组件的相对位置是可以确定的，则可根据波束形成算法对 采集子麦克风组件采集到的声音信号进行处理，从而获得指定方向的声音信号。
[0135] 如图15所示的电路原理示意图，步骤S210采用了采集方案二通过图12所示的 通信设备采集到了两个声音信号xm2(k)和Xm2(k)后，本步骤通过波束形成算法，根据波束 形成系统传递函数对采集子麦克风组件采集到的声音信号xm2(k)和Xm2(k)进行计算，计算 中的参数可包括信号频率，以及采集麦克风Mic2和Mic3之间的间距等，计算图12上的虚 拟曲线所示方向传播过来的信号，通过波束形成系统传递函数计算出指定方向的声音信号 x2(k)。
[0136] 另外，如图15所示的电路原理示意图，步骤S210采用了采集方案四通过图14所 示的通信设备采集到了包含两个声音信号的XP1 (k)后，本步骤通过波束形成算法，根据波 束形成系统传递函数对采集子麦克风组件采集到的声音信号XP1(k)进行计算，计算中的参 数可包括信号频率，以及采集子麦克风组件P1中两个采集子麦克风之间的间距等，计算图 14上的虚拟曲线所示方向传播过来的信号，通过波束形成系统传递函数可计算出指定方向 的声音信号x4(k)。
[0137] 具体实现中，滤波器根据生成的指定方向的声音信号对近端语音信号中的回声成 分进行模拟，生成模拟回声信号。如前述的内容，在图15所示的电路原理示意图中，当通过 采集方案二采集声音信号，以及前述波束形成计算方法得到指定方向的声音信号x2(k)时， 本步骤可根据指定方向的声音信号x2(k)估算出模拟回声信号当通过采集方案四采 集声音信号，以及前述波束形成计算方法得到指定方向的声音信号x4 (k)时，本步骤可根据 指定方向的声音信号x4(k)估算出模拟回声信1<)_1;4(；人>。
[0138] 具体实现中，通过模拟回声信号消除近端语音信号中的回声成分，生成回声消除 后的语音信号。前述的举例中，图15可适用于图12所示的通信设备，通过采集方案二以及 波束形成计算方法得到指定方向的声音信号&00输入自适应滤波器后，自适应滤波器生 成模拟回声信号为，通话麦克风拾取的近端语音信号为y(k)，此时通过本发明实施 例的消除方法二进行回声消除后生成的回声消除后的语音信号为e3(k)。另外，前述的举例 中，图15也可适用于图14所示的通信设备，通过采集方案四以及波束形成计算方法得到指 定方向的声音信号x4(k)输入自适应滤波器后，自适应滤波器生成模拟回声信号为_v40), 通话麦克风拾取的近端语音信号为y(k)，此时通过本发明实施例的消除方法二进行回声消 除后生成的回声消除后的语音信号为e4(k)。
[0139] 本发明实施例米用的声学回声消除器AEC中可包含自适应滤波器，输入声学回声 消除器AEC的一部分信号可来自于前述步骤S210提供的声音信号，以及经波束形成算法得 到的指定方向的声音信号。自适应滤波器具有自动调整本身参数的能力，其可在工作过程 中估计出所需的统计特性，并以此为依据自动调整自身的参数，以达到最佳滤波效果，一旦 输入信号的统计特性发生变化，自适应滤波器也能够监测这种变化并自动调整参数，使滤 波器的性能重新达到最佳，自动调整参数的方式可视为自适应算法，如最小均方自适应算 法LMS算法及其他衍生算法等等。
[0140] 步骤S213,输出回声消除后的语音信号。其中，本步骤输出的为前述步骤S212消 除通话麦克风采集到的近端语音信号中的回声成分后，生成的回声消除后的语音信号。
[0141] 进一步可选地，当生成的回声消除后的语音信号至少有两个时，本步骤还可以通 过以下步骤具体实施：获取每一个回声消除后的语音信号的残留回声量；根据获取到的回 声消除后的语音信号的残留回声量，从回声消除后的语音信号中选择出含有残留回声量最 小的语音信号；输出含有残留回声量最小的语音信号。
[0142] 本发明实施例可以在用于消除回声的通信设备中配置多个回声消除路径，再从中 选择出性能较好的回声消除后的语音信号作为输出至远端的信号。相应地，当通信设备中 配置多个回声消除路径时，生成的回声消除后的语音信号也将有多个。
[0143] 具体实现中，获取每一个回声消除后的语音信号的残留回声量。获取残留回声量 的目的是比较回声消除后的语音信号的性能，残留回声量可作为判断回声消除后的语音信 号的性能的依据。可一并参照图16所示的电路原理示意图，其中，采集麦克风的硬件布置 方式可参照图11、图12、图13、图14的方式布置，还可以为图11、图12、图13、图14中至少 两种方式的组合。可将生成的多个回声消除后的语音信号输入比较器，通过比较器获取每 一个回声消除后的语音信号的残留回声量。例如，可将经采集麦克风采集、并经第一消除方 案和第二消除方案处理后生成的多个回声消除后的语音信号ei(k)、e2(k)、e3(k)、e4(k)中 至少两个信号输入比较器，并获取每一个回声消除后的语音信号的残留回声量。
[0144] 具体实现中，根据获取到的回声消除后的语音信号的残留回声量，从回声消除后 的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号。衡量回声消除后的语音信号的性能 的方法有多种，可以不仅限于本发明实施例所提及的比较残留回声量的方式，判断指定时 间内各个回声消除后的语音信号的残留回声滑动平均值也可以作为衡量回声消除后的语 音信号性能的参数。
[0145] 具体实现中，输出含有残留回声量最小的语音信号。如图16所不的电路原理不意 图，经比较器比较和选择，可将比较器选择出的含有残留回声量最小的语音信号输出。
[0146] 进一步可选地，本发明实施例的通信设备中多个回声消除路径分别对应多个位置 的采集子麦克风时，可再增加位置监测器进行位置监测，基于近端音源位置进一步选择出 较优的回声消除路径输出的回声消除后的语音信号。可一并参照图17所示的电路原理示 意图，图17中将多路径输出的经回声消除后的语音信号输入信号选择器，信号选择器再通 过位置监测器获取的数据进行输出信号的选择。位置监测器获取的为近端音源位置，则可 根据各个回声消除后的语音信号的生成过程优选回声消除后的语音信号。例如，当通信设 备中有两条回声消除路径，每条回声消除路径采用非同一个的单一性指向麦克风进行声音 信号采集，则信号选择器根据位置监测器获取到的近端音源位置，优选与近端音源位置最 近的采集麦克风所在的回声消除路径，将该路径输出的回声消除后的语音信号输出至通信 对端。
[0147] 另外，当近端音源位置变化时，本发明实施例的通信设备中位置监测器可及时监 测出，基于实时获取到的近端音源位置重新选择较优的回声消除路径输出的回声消除后的 语音信号，并提醒信号选择器切换输出信号。具体实现中，当监测出近端音源位置变化，并 且信号选择器需要切换输出信号时，需延迟一段时间，再完成信号的切换，保证输出回声消 除后的语音信号的质量，以及通话稳定。
[0148] 进一步可选地，本发明实施例采用的通信设备中的多条回声消除路径中，还可以 包含将远端语音信号作为输入的回声消除路径。【具体实施方式】可包括：获取远端语音信号， 远端语音信号为从通信对端接收到的信号；通过远端语音信号消除近端语音信号中的回声 成分，生成远端语音信号处理后的语音信号。其中，通过远端语音信号消除近端语音信号中 的回声成分的方法与通过声音信号消除近端语音信号中的回声成分的方法相同。可一并参 照图18所示的电路原理示意图，获取用于输入扬声器的远端语音信号s(k)，输入自适应滤 波器经估算可生成模拟回声信号AOt：)，通过hOt：)消除近端语音信号y00中的回声成分后 生成远端语音信号处理后的语音信号e5(k)。
[0149] 进一步可选地，本发明实施例采用的通信设备中的多条回声消除路径中包含将远 端语音信号作为输入的回声消除路径时，本发明实施例的方法还可以继续以以下方式具体 实施：将回声消除后的语音信号和远端语音信号处理后的语音信号输入比较器；比较器获 取回声消除后的语音信号的残留回声量，以及远端语音信号处理后的语音信号的残留回声 量；根据获取到的回声消除后的语音信号的残留回声量，以及远端语音信号处理后的语音 信号的残留回声量，从回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理后的语音信号中选 择出含有残留回声量最小的语音信号；输出含有残留回声量最小的语音信号。
[0150] 具体实现可一并参照图18所示的电路原理示意图，可知，经采集麦克风采集的语 音信号x(k)输入自适应滤波器5,通过x(k)消除采集麦克采集到的近端语音信号y(k)中 的回声成分后生成回声消除后的语音信号e6(k)，获取到的远端语音信号s(k)输入自适应 滤波器6,通过s(k)消除采集麦克采集到的近端语音信号y(k)中的回声成分后生成远端语 音信号处理后的语音信号e5(k)。将生成的回声消除后的语音信号e6(k)和远端语音信号 处理后的语音信号e5(k)输入比较器进行比较和选择，比较器选择出e5(k)和e6(k)中选择 出含有残留回声量最小的语音信号并输出。其中，选择信号的方法可参照前述实施例所提 及的方法，在此不作赘述。
[0151] 进一步可选地，本发明实施例采用的通信设备中的多条回声消除路径中包含将远 端语音信号作为输入的回声消除路径时，还需对近端语音信号进行检测，判断其是否符合 本发明实施例的规定标准，当近端语音信号不符合规定标准时，不选择通过近端语音信号 进行回声消除生成的语音信号作为指定输出的语音信号。可通过以下步骤具体实施：检测 近端语音信号是否超出通话麦克风拾音的规定频率区间；若检测出近端语音信号超出了通 话麦克风拾音的规定频率区间，则判断含有残留回声量最小的语音信号是否为远端语音信 号处理后的语音信号；若判断出含有残留回声量最小的语音信号为远端语音信号处理后的 语音信号，则比较器停止输出含有残留回声量最小的语音信号，并选择回声消除后的语音 信号为指定输出的语音信号；输出指定输出的语音信号。
[0152] 具体实现中，检测近端语音信号是否超出通话麦克风拾音的规定频率区间。由于 通话麦克风的硬件结构限制，近端语音信号频率超出通话麦克风的拾音频率区间时，相比 于近端音源位置的声音，通话麦克风实际拾取到的近端语音信号将出现严重的失真情况， 及通话麦克风采集到的近端语音信号处于饱和状态。造成近端语音信号处于饱和状态的原 因有多种，扬声器声音过大，或者近端音源位置的声音过大都可能使近端语音信号处于饱 和状态。例如，如果对通话麦克风拾取到的模拟近端语音信号进行数模转换的转换器是16 比特量化的，则该信号转化为数字声信号后幅度范围为[-32768, 32767]，超过这一范围信 号即为饱和状态，则当检测到连续规定时间内信号幅度接近幅值，则说明当前信号处于饱 和状态，采集的信号引入了非线性因素，也可设定两个检测区间，当检测到连续规定时间内 信号幅度大于32000或小于-32000,则认为当前信号处于饱和状态，采集的信号引入了非 线性因素。其中，本发明实施例检测近端语音信号为实时检测，检测的方法可根据实际情况 具体设置。
[0153] 故，当近端语音信号超出通话麦克风拾音的规定频率区间时，采用远端语音信号 已不能有效地实现回声消除。所以，当检测出近端语音信号超出了通话麦克风拾音的规定 频率区间时，需要对当前输出的含有残留回声量最小的语音信号进行判断，判断其是否为 远端语音信号处理后的语音信号。
[0154] 若判断出含有残留回声量最小的语音信号为远端语音信号处理后的语音信号，则 比较器停止输出含有残留回声量最小的语音信号，并选择回声消除后的语音信号为指定输 出的语音信号进行输出。
[0155] 可一并参照图19所示的电路原理组成示意图，其中远端语音信号为s(k)，其输入 至自适应滤波器8,通过采集麦克风在扬声器附近采集到的、输入自适应滤波器7的声音信 号为x(k)，通过远端语音信号s(k)消除通话麦克风拾取的近端语音信号y(k)中的回声成 分后，生成回声消除后的语音信号％00并输入比较器，通过声音信号为x(k)消除通话麦 克风拾取的近端语音信号y(k)中的回声成分后，生成回声消除后的语音信号％〇〇也输入 比较器，通话麦克风拾取的近端语音信号y(k)还输入至信号饱和检测器进行信号饱和检 测。信号饱和检测器检测到信号y(k)处于饱和状态后将提示比较器进行信号判断，以及是 否切换输出信号的判断。例如，当信号饱和检测器检测到信号y(k)处于饱和状态时，提示 比较器进行信号判断，以及是否切换输出信号的判断，比较器接收到该判断后判断当前输 出的含有残留回声量最小的语音信号是否为远端语音信号处理后的语音信号e7(k)，若判 断出当前输出的含有残留回声量最小的语音信号是否为远端语音信号处理后的语音信号 e7(k)，则认为应停止输出远端语音信号处理后的语音信号670〇,并选择回声消除后的语音 信号e8(k)为指定输出的语音信号进行输出。
[0156] 进一步可选地，本发明实施例采用的通信设备中的多条回声消除路径为至少三 条，且其中包含将远端语音信号作为输入的回声消除路径的情况下，若经上述步骤的信号 检测到近端语音信号超出通话麦克风拾音的规定频率区间，且当前输出至通信对端的含有 残留回声量最小的语音信号为远端语音信号处理后的语音信号，则需再次从多条回声消除 路径生成的语音信号选择出指定输出的语音信号，并且，再次选择时，将远端语音信号作为 输入的回声消除路径将不作为选择的范畴。指定输出的语音信号的选择方法可参照图16 所示的电路原理示意图以及前述相应的选择方法。
[0157] 此外，为了使本发明实施例实现更理想的效果，可在本发明实施例所提及的所有 实现的方法中增加获取近端音源位置的步骤，并增加多个不同方位的通话麦克风，当检测 到近端音源位置变化，即用户改变了与通信设备之间的相对方位时，根据确定的近端音源 位置自动选择与近端音源位置相近的通话麦克风作为当前工作的通话麦克风，并灵活选用 用于采集声音信号的采集麦克风，以达到最佳的消除回声效果，最大程度地提高通话质量。
[0158] 本发明实施例的方法中，回声消除部分可以通过电气元件等硬件装置实现，如在 通信设备中安置用于集成了自适应算法的滤波器等，也可以通过软件实现，将采集麦克风 采集的声音信号和通话麦克风采集的近端语音信号作为输入，将相关的计算方法集成在软 件中以运行程序的方式进行近端语音信号中回声成分的消除操作。
[0159] 本发明实施例的方法通过改进了消除近端语音信号中回声成分的方式，能够避免 麦克风采集信号饱和或扬声器的播放效果差异所带来的通话质量影响；通过在通信设备的 扬声器的听筒附近布置包含指向性麦克风的采集麦克风，提高了采集的用于消除近端语音 信号中回声成分的声音信号的质量；在输出回声消除后的语音信号后，本发明实施例还进 一步提供了近端音源位置的检测，以保证用户与通信设备的相对位置发生改变时，自动切 换至优选方案进行回声消除；在输出回声消除后的语音信号后，本发明实施例还进一步提 供了信号饱和检测，以保证通话质量。
[0160] 由此可知，本发明实施例的方法根据采集麦克风采集到的声音信号消除近端语音 信号中的回声成分，输出了消除效果更佳的语音信号，提高了消除回声干扰的准确性，改善 了回声消除的效果，提高了通话质量。
[0161] 相应地，本发明实施例提供了一种通信设备用于实现上述的方法。
[0162] 图3是本发明第一实施例中的一种通信设备的结构组成示意图。本发明实施例中 的通信设备可以为移动终端，如图所示，本发明实施例中的通信设备至少可以包括：第一采 集模块31、第二采集模块32、消除模块33和输出模块34,其中：
[0163] 第一采集模块31，用于通过采集麦克风采集声音信号。其中，本发明实施例所选用 的采集麦克风为指向性麦克风，如单一指向性采集麦克风、以及全指向性采集麦克风等，采 集麦克风采集到的声音信号相比于远端语音信号更加接近近端语音信号中的回声成分，通 过采集麦克风采集到的声音信号进行回声消除将有效提高消除回声干扰的准确性。
[0164] 进一步可选地，第一采集模块31采集声音信号的采集方案可包括并不仅限于以 下方案：
[0165] 米集方案一、通过一个单一指向性麦克风米集声音信号。
[0166] 可一并参照图11所示的硬件结构组成示意图，其中，用于采集声音信号的采集麦 克风为单一指向性麦克风，该单一指向性采集麦克风指向扬声器方向，本发明实施例采用 的采集麦克风能够只拾取扬声器发出的声音，并且降低其他声音干扰，使采集到的声音信 号更加接近于近端语音信号中的回声成分。
[0167] 采集方案二、通过至少两个采集子麦克风采集声音信号，可一并参照图12所示的 硬件结构组成示意图，其中，采用的至少两个采集子麦克风组成一组采集子麦克风组件，采 集子麦克风组件中的采集子麦克风均为全指向性麦克风，其排布方式为阵列式。
[0168] 采集方案三、通过至少两个采集子麦克风中的一个采集子麦克风采集声音信号。 可一并参照图4所示的通信设备的结构组成示意图，如图4所示，第一采集模块31可以进 一步包括：第一获取单元311、第一选择单元312和第一采集单元313,其中：
[0169] 第一获取单元311，用于获取近端音源位置。其中，获取近端音源位置的方法有多 种，可以直接调用通信设备中的传感器获取近端音源位置，如通过声波检测的方式进行获 取，本发明实施例对第一获取单元311获取近端音源位置的方法不做限定。
[0170] 第一选择单元312,用于在全部采集子麦克风中选择出与第一获取单元311获取 到的近端音源位置距离最近的采集子麦克风。第一选择单元312选择出与近端音源位置 距离最近的采集子麦克风的作用是将该采集子麦克风作为拾取声音信号的采集子麦克风， 可有效避免用户位于米集子麦克风的拾取灵敏范围内发出声音，降低拾取声音信号的准确 性，本步骤查找出的采集子麦克风可只拾取扬声器产生的声音信号。选择的方式可以为，根 据获取到的近端音源位置，以及预设置的多个采集子麦克风的位置，计算并查询与近端音 源位置最近的采集子麦克风，并选择该采集子麦克风作为当前用于采集声音信号的采集子 麦克风。本发明实施例对第一选择单元312选择与近端音源位置距离最近的采集子麦克风 的方法不作限定。
[0171] 第一采集单元313,用于通过第一选择单元312选择出的采集子麦克风采集声音 信号。其中，与近端音源位置距离最近的采集子麦克风为单一指向性采集麦克风。
[0172] 采集方案四、通过至少两组采集子麦克风中一组采集子麦克风采集声音信号。可 通过第一获取单元311、第一选择单元312和第一采集单元313进行采集，并且，第一采集单 元313进行采集的采集子麦克风选用全指向性麦克风，所述一组采集子麦克风中至少包含 两个全指向性麦克风。
[0173] 第二采集模块32,用于通过通话麦克风采集近端语音信号。
[0174] 消除模块33,用于根据第一采集模块31采集的声音信号消除第二采集模块32采 集的近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号。
[0175] 进一步可选的，根据第一采集模块31采集方式的不同，消除模块33将相应地提供 回声消除方案：
[0176] 消除方案一、可一并参照图5所示的结构示意图，如图所示，本发明实施例的消除 模块33可进一步包括第一模拟单元331和第一消除单元332,其中：
[0177] 第一模拟单元331，用于通过滤波器根据第一采集模块31采集到的声音信号对近 端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声信号。其中，第一模拟单元331生成模拟 回声信号可通过一种计算方法实现，也可以直接通过元器件及相关硬件电路实现。
[0178] 第一消除单元332,用于通过第一模拟单元31生成的模拟回声信号消除近端语音 信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号。
[0179] 消除方案二、可一并参照图5所示的结构示意图，如图所示，本发明实施例的消除 模块33可进一步包括第一模拟单元331和第一消除单元332,其中：
[0180] 第一计算单元333,用于对第一采集模块31采集到的声音信号进行波束形成计 算，生成指定方向的声音信号，所述指定方向的声音信号的指向为扬声器方向。第一计算单 元333是针对第一采集模块31通过全指向性麦克风采集到的声音信号进行计算的，具体的 计算方法可参照前述的实施例。
[0181] 第二模拟单元334,用于通过滤波器根据第一计算单元333生成的指定方向的声 音信号对近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声信号。
[0182] 第二消除单元335,用于根据第二模拟单元334生成的模拟回声信号消除近端语 音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号。
[0183] 输出模块34,用于输出消除模块33生成的回声消除后的语音信号。
[0184] 进一步可选地，当消除模块33生成的回声消除后的语音信号至少有两个时，可一 并参照图7所示的结构组成示意图，输出模块34还可以通过以下步骤具体实施：
[0185] 第二获取单元341，用于获取每一个回声消除后的语音信号的残留回声量。获取残 留回声量的目的是比较回声消除后的语音信号的性能，残留回声量可作为判断回声消除后 的语音信号的性能的依据。
[0186] 第二选择单元342,用于根据第二获取单元获取到的回声消除后的语音信号的残 留回声量，从回声消除后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号。
[0187]第一输出单元343,用于输出所述第二选择单元选择出的所述含有残留回声量最 小的语音信号。
[0188] 进一步可选地，本发明实施例还可以通过从通信对端接收到的远端语音信号对近 端语音信号中的回声成分进行消除，可通过获取模块35、消除模块33和输入模块36实现， 其中：
[0189] 获取模块35，用于获取远端语音信号。其中，远端语音信号为从通信对端接收到的 信号。
[0190] 消除模块33,还用于通过获取模块35获取到的远端语音信号消除近端语音信号 中的回声成分，生成远端语音信号处理后的语音信号。
[0191] 进一步可选地，本发明实施例采用的通信设备中的多条回声消除路径中，还可以 包含将远端语音信号作为输入的回声消除路径。可一并参照图8所示的结构组成示意图， 本发明实施例的通信设备将通过输入模块36、输出模块34实现，其中：
[0192] 输入模块36,用于将回声消除后的语音信号和远端语音信号处理后的语音信号输 入比较器。
[0193] 输出模块34包括：
[0194] 第三获取单元344,用于通过比较器获取回声消除后的语音信号的残留回声量，以 及远端语音信号处理后的语音信号的残留回声量；
[0195] 第三选择单元345,用于根据第三获取单元344获取到的回声消除后的语音信号 的残留回声量，以及远端语音信号处理后的语音信号的残留回声量，从回声消除后的语音 信号和远端语音信号处理后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号；
[0196] 第二输出单元346,用于输出第三选择单元345选择出的含有残留回声量最小的 语音信号。
[0197] 进一步可选地，本发明实施例采用的通信设备中的多条回声消除路径中包含将远 端语音信号作为输入的回声消除路径时，可一并参照图9所示的结构示意图，本发明实施 例的通信设备的输出模块34还可以通过检测单元347、判断单元348、第三选择单元345和 第二输出单元346,其中：
[0198] 检测单元347,用于检测近端语音信号是否超出通话麦克风拾音的规定频率区间； 还用于检测出近端语音信号超出了通话麦克风拾音的规定频率区间时，生成判断提示消息 并发送至判断单元348。由于通话麦克风的硬件结构限制，近端语音信号频率超出通话麦克 风的拾音频率区间时，相比于近端音源位置的声音，通话麦克风实际拾取到的近端语音信 号将出现严重的失真情况，故采用远端语音信号不能有效地实现回声消除，应当检查当前 当前输出的含有残留回声量最小的语音信号是否为远端语音信号处理后的语音信号。
[0199] 判断单元348,用于接收到检测单元348发送的判断提示消息后，判断含有残留回 声量最小的语音信号是否为远端语音信号处理后的语音信号；还用于判断出含有残留回声 量最小的语音信号为远端语音信号处理后的语音信号时，生成重选提示消息并发送至第三 选择单元345。
[0200] 第三选择单元345,还用于接收到判断单元348发送的重选提示消息后，选择回声 消除后的语音信号为指定输出的语音信号；还用于生成切换提示消息并发送至第二输出单 元 346。
[0201] 第二输出单元346,还用于接收到第二选择单元345发送的切换提示消息后，停止 输出含有残留回声量最小的语音信号，并输出第三选择单元选择的指定输出的语音信号。
[0202] 此外，为了使本发明实施例实现更理想的效果，可在本发明实施例的通信设备中 增加多个不同方位的通话麦克风，当检测到近端音源位置变化，即用户改变了与通信设备 之间的相对方位时，通信设备根据确定的近端音源位置自动选择与近端音源位置相近的通 话麦克风作为当前工作的通话麦克风，并灵活选用用于采集声音信号的采集麦克风，以达 到最佳的消除回声效果，最大程度地提高通话质量。
[0203] 本发明实施例的通信设备中，消除模块33可以通过电气元件等硬件装置实现回 声消除，如在通信设备中安置用于集成了自适应算法的滤波器等，也可以通过软件实现，将 采集麦克风采集的声音信号和通话麦克风采集的近端语音信号作为输入，将相关的计算方 法集成在软件中以运行程序的方式进行近端语音信号中回声成分的消除操作。
[0204] 本发明实施例的通信设备通过改进了消除近端语音信号中回声成分的方式，避免 了麦克风采集信号饱和或扬声器的播放效果差异所带来的通话质量影响；通过在扬声器的 听筒附近布置包含指向性麦克风的采集麦克风，提高了采集的用于消除近端语音信号中回 声成分的声音信号的质量；在输出回声消除后的语音信号后，本发明实施例的通信设备还 进一步提供了近端音源位置的检测，以保证用户与通信设备的相对位置发生改变时，自动 切换至优选方案进行回声消除；在输出回声消除后的语音信号后，本发明实施例的通信设 备还进一步提供了信号饱和检测，以保证通话质量。
[0205] 由此可知，本发明实施例的通信设备根据采集麦克风采集到的声音信号消除近端 语音信号中的回声成分，输出了消除效果更佳的语音信号，提高了消除回声干扰的准确性， 改善了回声消除的效果，提高了通话质量。
[0206] 进一步可选地，本发明实施例提供一种以两个通信设备组成通信系统，可一并参 照图20所示的结构组成示意图，该通信系统包括第一通信设备201和第二通信设备202,其 中：
[0207] 第一通信设备201，如图3?图9所示的装置。
[0208] 第二通信设备202,如图3?图9所示的装置。
[0209] 图10是本发明实施例提供的移动终端的结构组成示意图，图1所示的方法可在 移动终端中实现，本实施例中移动终端可包括：处理器101、存储器102、接收器103、发送器 104以及通信接口 105,其中：
[0210] 接收器103,用于与处理器101相连接，用于接收通信对端发送的远端语音信号。
[0211] 发送器104,用于与处理器101相连接，用于发送回声消除后的语音信号至通信对 端；还用于发送含有残留回声量最小的语音信号至通信对端；还用于发送指定输出的语音 信号至通信对端。
[0212] 存储器102,用于在处理器101处理过程中储存缓存文件。
[0213] 进一步可选的，本发明实施例中的移动终端还可以包括通信接口 105,用于与外部 设备通信。其中，本实施例中的移动终端可以包括总线705。处理器101、存储器102、接收 器103以及发送器104可通过总线连接并通信。处理器101可以是中央处理器（central processingunit,CPU)、专用集成电路（application-specificintegratedcircuit, ASIC)等，存储器102可以包括：随机存取存储器（randomaccessmemory,RAM),只读存储 器（read-onlymemory,ROM)等具有存储功能的实体。
[0214] 本发明实施例的移动终端，可根据采集麦克风采集到的声音信号消除近端语音信 号中的回声成分，输出消除效果更佳的语音信号，提高了消除回声干扰的准确性，改善了回 声消除的效果，提高了通话质量。
[0215] 通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以 用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能 存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计 算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一 个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以 此为例但不限于：计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁 盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期 望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算 机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线（DSL)或者诸 如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴 电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质 的定影中。如本发明所使用的，盘（Disk)和碟（disc)包括压缩光碟（⑶)、激光碟、光碟、数 字通用光碟（DVD)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的 复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
[0216] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1. 一种消除回声的方法，其特征在于，所述方法包括： 采集麦克风采集声音信号； 通话麦克风采集近端语音信号； 根据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信 号； 输出所述回声消除后的语音信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述采集麦克风为单一指向性采集麦克风，所述单一指向性采集麦克风指向扬声器方 向。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集麦克风包括至少两个采集子麦克 风，其中，所述采集子麦克风为全指向性采集麦克风，所述全指向性采集麦克风的排布方式 为阵列式。
4. 如权利要求1所述的方法，所述采集麦克风包括至少两个采集子麦克风，其特征在 于，所述米集麦克风米集声音信号包括： 获取近端音源位置； 在全部所述采集子麦克风中选择与所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风采集 所述声音信号，其中，所述与所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风为单一指向性采 集麦克风或全指向性麦克风。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集麦克风为单一指向性麦克风，所 述根据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号包 括： 滤波器根据所述声音信号对所述近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声 信号； 通过所述模拟回声信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成所述回声消除后的 语音信号。
6. 如权利要求1所述的方法，所述采集麦克风为全指向性麦克风，其特征在于，所述根 据所述声音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号包括 ： 对所述声音信号进行波束形成计算，生成指定方向的声音信号，所述指定方向的声音 信号的指向为扬声器方向； 滤波器根据所述指定方向的声音信号对所述近端语音信号中的回声成分进行模拟，生 成模拟回声信号； 根据所述模拟回声信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成所述回声消除后的 语音信号。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成的所述回声消除后的语音信号至少有 两个，所述输出所述回声消除后的语音信号包括： 获取每一个所述回声消除后的语音信号的残留回声量； 根据获取到的所述回声消除后的语音信号的残留回声量，从所述回声消除后的语音信 号中选择出含有残留回声量最小的语音信号； 输出所述含有残留回声量最小的语音信号。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于， 在所述采集麦克风采集声音信号之后，所述方法还包括： 获取远端语音信号，所述远端语音信号为从通信对端接收到的信号； 通过所述远端语音信号消除所述近端语音信号中的回声成分，生成远端语音信号处理 后的语音信号； 相应的，所述输出所述回声消除后的语音信号之后，所述方法还包括： 将所述回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理后的语音信号输入比较器； 所述比较器获取所述回声消除后的语音信号的残留回声量，以及所述远端语音信号处 理后的语音信号的残留回声量； 根据获取到的所述回声消除后的语音信号的残留回声量，以及所述远端语音信号处理 后的语音信号的残留回声量，从所述回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理后的 语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号； 输出所述含有残留回声量最小的语音信号。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，输出含有残留回声量最小的语音信号包括： 检测所述近端语音信号是否超出所述通话麦克风拾音的规定频率区间； 若检测出所述近端语音信号超出了所述通话麦克风拾音的规定频率区间，则判断所述 含有残留回声量最小的语音信号是否为所述远端语音信号处理后的语音信号； 若判断出所述含有残留回声量最小的语音信号为所述远端语音信号处理后的语音信 号，则所述比较器停止输出所述含有残留回声量最小的语音信号，并选择所述回声消除后 的语音信号为指定输出的语音信号； 输出所述指定输出的语音信号。
10. -种通信设备，其特征在于，包括： 第一采集模块，用于通过采集麦克风采集声音信号； 第二采集模块，用于通过通话麦克风采集近端语音信号； 消除模块，用于根据所述第一采集模块采集的所述声音信号消除所述第二采集模块采 集的所述近端语音信号中的回声成分，生成回声消除后的语音信号； 输出模块，用于输出所述消除模块生成的所述回声消除后的语音信号。
11. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于， 所述采集麦克风为单一指向性采集麦克风，所述单一指向性采集麦克风指向扬声器方 向。
12. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于， 所述采集麦克风包括至少两个采集子麦克风，其中，所述采集子麦克风为全指向性采 集麦克风，所述全指向性采集麦克风的排布方式为阵列式。
13. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述采集麦克风包括至少两个采集 子麦克风，所述第一采集模块包括： 第一获取单元，用于获取近端音源位置； 第一选择单元，用于在全部所述采集子麦克风中选择出与所述第一获取单元获取到的 所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风； 第一采集单元，用于通过所述第一选择单元选择出的所述采集子麦克风采集所述声音 信号，其中，所述与所述近端音源位置距离最近的采集子麦克风为单一指向性采集麦克风 或全指向性麦克风。
14. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述采集麦克风为单一指向性麦克 风，所述消除模块包括： 第一模拟单元，用于通过滤波器根据所述第一采集模块采集到的所述声音信号对所述 近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声信号； 第一消除单元，用于通过所述第一模拟单元生成的所述模拟回声信号消除所述近端语 音信号中的回声成分，生成所述回声消除后的语音信号。
15. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述采集麦克风为全指向性麦克风， 所述消除模块包括： 第一计算单元，用于对所述第一采集模块采集到的所述声音信号进行波束形成计算， 生成指定方向的声音信号，所述指定方向的声音信号的指向为扬声器方向； 第二模拟单元，用于通过滤波器根据所述第一计算单元生成的所述指定方向的声音信 号对所述近端语音信号中的回声成分进行模拟，生成模拟回声信号； 第二消除单元，用于根据所述第二模拟单元生成的所述模拟回声信号消除所述近端语 音信号中的回声成分，生成所述回声消除后的语音信号。
16. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述消除模块生成的所述回声消除 后的语音信号至少有两个，所述输出模块包括： 第二获取单元，用于获取每一个所述回声消除后的语音信号的残留回声量； 第二选择单元，用于根据所述第二获取单元获取到的所述回声消除后的语音信号的残 留回声量，从所述回声消除后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信号； 第一输出单元，用于输出所述第二选择单元选择出的所述含有残留回声量最小的语音 信号。
17. 如权利要求10所述的通信设备，其特征在于，还包括： 获取模块，用于获取远端语音信号，所述远端语音信号为从通信对端接收到的信号； 所述消除模块，还用于通过所述获取模块获取到的所述远端语音信号消除所述近端语 音信号中的回声成分，生成远端语音信号处理后的语音信号； 输入模块，用于将所述回声消除后的语音信号和所述远端语音信号处理后的语音信号 输入比较器； 所述输出模块包括： 第三获取单元，用于通过所述比较器获取所述回声消除后的语音信号的残留回声量， 以及所述远端语音信号处理后的语音信号的残留回声量； 第三选择单元，用于根据所述第三获取单元获取到的所述回声消除后的语音信号的残 留回声量，以及所述远端语音信号处理后的语音信号的残留回声量，从所述回声消除后的 语音信号和所述远端语音信号处理后的语音信号中选择出含有残留回声量最小的语音信 号； 第二输出单元，用于输出所述第三选择单元选择出的所述含有残留回声量最小的语音 信号。
18. 如权利要求17所述的通信设备，其特征在于，所述输出模块还包括： 检测单元，用于检测所述近端语音信号是否超出所述通话麦克风拾音的规定频率区 间；还用于检测出所述近端语音信号超出了所述通话麦克风拾音的规定频率区间时，生成 判断提示消息并发送至判断单元； 判断单元，用于接收到所述检测单元发送的所述判断提示消息后，判断所述含有残留 回声量最小的语音信号是否为所述远端语音信号处理后的语音信号；还用于判断出所述含 有残留回声量最小的语音信号为所述远端语音信号处理后的语音信号时，生成重选提示消 息并发送至所述第三选择单元； 所述第三选择单元，还用于接收到所述判断单元发送的所述重选提示消息后，选择所 述回声消除后的语音信号为指定输出的语音信号；还用于生成切换提示消息并发送至所述 第二输出单元； 所述第二输出单元，还用于接收到所述第二选择单元发送的所述切换提示消息后，停 止输出所述含有残留回声量最小的语音信号，并输出所述第三选择单元选择的所述指定输 出的语音信号。
【文档编号】H04R3/02GK104519212SQ201310449391
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】刘媛媛, 张德明 申请人:华为技术有限公司