基于音频编解码器的回声消除装置及电子终端的制作方法

本技术涉及领域音频信号编解码领域，特别是涉及基于音频编解码器的回声消除装置及电子终端。

背景技术：

1、随着社会的进步，科技的发展，对音频质量的要求日益提升。例如，和家人朋友打电话或者实时的音频/视频聊天、和智能设备进行智能语音交互、和同事的线上会议，车载通话、音频的录制等各个场景，实时通信已成为现代生活不可或缺的一部分。随着互联网和技术的发展，现代通信发展到了前所未有的高度。但是，远程通信仍面临许多问题，比如回声、抖动、高延迟等。但回声问题一直是影响这些场景的一个重要阻碍因素。

2、回声问题是影响用户体验的重要因素之一，视频通话中出现回声会导致会议流程受到阻碍和破坏、经常性的回声会影响声音的清晰度、网络连接滞后会加重回声导致通话者的专业性被质疑，从而严重影响人们日常通过电子设备交流/沟通的体验。为了解决这样的回声问题，回声消除技术近十年来得到了快速的发展。回声消除的基本原理：估计扬声器到麦克风的声学冲击响应，利用参考信号与估计的滤波来逼近麦克风接收到的回声信号，然后从混合信号中将其减去，保留近端语音信号，从而实现回声消除的效果。

3、如图1a和图1b展示了目前常见的系统中，回声消除算法技术与音频编解码器硬件相结合的两种常见方式。图1a展示了在主处理器中内置dsp芯片，并在dsp芯片内部运用aec回声消除算法的方式，由于该方式需要经过信号采集，编码器转换及缓存、芯片数据接口传输、dsp芯片的业务切换、软件调度等耗时因素，从而导致参考信号和回声信号之间差异过大难以进行匹配及延时估计。图1b展示了将dsp芯片设置于编码器内部并通过软件算法进行回声消除的方案。该方案虽然减少了芯片之间数据交互的延迟，然而仍存在软件算法处理固有的问题，即由于主处理器中总线路由、仲裁、数据搬运等不确定的延时，从而导致参考信号和回声信号仍难以匹配，且由于dsp芯片内置在音频解码其中，导致其面积/功耗成本提升。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供基于音频编解码器的回声消除装置及电子终端，用于解决现有利用软件算法进行回声消除时产生的延迟高，导致参考信号和回声信号难以匹配，回声消除效果不佳的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第一方面提供一种基于音频编解码器的回声消除装置，包括：第一信号提取单元，用于输入远端的第一音频信号并从中提取第一参考音频信号；第二信号提取单元，用于输入近端的第二音频信号并从中提取第二参考音频信号和包含有回声的近端音频信号；信号选择单元，其包括两个输入端和一个输出端；两个输入端分别输入第一参考音频信号和第二参考音频信号；输出端输出被选中的参考音频信号；回声处理单元，其包括两个输入端和一个输出端；两个输入端分别输入所述被选中的参考音频信号以及所述近端音频信号；输出端输出过滤掉回声的近端音频信号。

3、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述回声处理单元包括：第一fft处理单元：用于将接收到的所述近端音频信号基于fft算法从时域转换至频域，并将近端音频信号的频域信号发送至误差消除单元；第二fft处理单元：用于将接收到的所述被选中的参考音频信号基于fft算法从时域转换至频域，并将被选中的参考音频信号的频域信号发送至回声估计单元；误差消除单元：用于接收所述第一fft处理单元发送的所述近端信号的频域信号和回声估计单元发送的回声信号，并执行误差消除计算；信道权重更新单元：用于接收所述误差消除单元发送的过滤掉回声的近端音频信号的频域信号，并执行信道权重更新操作；回声估计单元：用于接收所述第二fft处理单元发送的被选中的参考音频信号的频域信号和所述信道权重更新单元发送的所述信道权重，并执行回声估计计算操作；ifft处理单元：用于接收所述误差消除单元发送的过滤掉回声的近端音频信号的频域信号基于ifft算法从频域转换至时域，以输出过滤掉回声的近端音频信号的时域信号。

4、于本技术的第一方面的一些实施例中，误差消除单元执行误差消除计算的过程包括：基于所述回声信号对所述近端信号的频域信号进行误差消除计算，以生成得到过滤掉回声的近端音频信号的频域信号；并将过滤掉回声的近端音频信号的频域信号发送至信道权重更新单元和ifft处理单元。

5、于本技术的第一方面的一些实施例中，信道权重更新单元执行信道权重更新操作的过程包括：对信道权重进行初始化；接收所述误差消除单元发送的过滤掉回声的近端音频信号的频域信号，基于过滤掉回声的近端音频信号的频域信号对下一样点的信道权重进行更新，并将更新后的所述信道权重发送至所述回声估计单元；回声估计单元执行回声估计计算操作的过程包括：基于被选中的参考音频信号的频域信号和所述信道权重进行回声估计计算，以生成得到回声估计信号，并将所述回声估计信号发送至所述误差消除单元。

6、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述第二信号提取单元从近端的第二音频信号中提取第二参考音频信号和包含有回声的近端音频信号，其过程包括：所述第二信号提取单元从近端的第二音频信号中提取第二参考音频信号和包含有回声的近端音频信号，其过程包括：所述第二信号提取单元接收模拟信号格式的第二音频信号，所述模拟信号格式的第二音频信号中包括回声信号和包含有回声的近端音频信号的模拟信号；将所述回声信号的模拟信号输入至第一模数转换单元，以提取所述回声信号的数字信号，以作为所述第二参考音频信号；将所述包含有回声的近端音频信号的模拟信号输入至第二模数转换单元，以提取所述包含有回声的近端音频信号的数字信号，以作为包含有回声的近端音频信号。以提取所述包含有回声的近端音频信号的数字信号，以作为包含有回声的近端音频信号。

7、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述信号选择单元的输出端输出被选中的参考音频信号的过程包括：所述信号选择单元通过对其上设置的寄存器进行配置，以产生对应的寄存器配置信号；所述信号选择单元根据所述寄存器配置信号在所述第一参考音频信号和所述第二参考音频信号中选择一个作为被选中的参考音频信号并输出至所述回声处理单元。

8、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述第一信号提取单元输入远端的第一音频信号并从中提取第一参考音频信号的过程包括：所述第一信号提取单元通过数据接口接收所述第一音频信号；将所述第一音频信号输入至第一数据缓存单元；将所述第一数据缓存单元中的所述第一音频信号输入至第一数据匹配单元进行格式匹配操作；将经过格式匹配操作的所述第一音频信号输入至混音单元进行混音操作，以生成得到所述第一参考音频信号。

9、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述装置在提取到所述第一参考音频信号后还执行如下：将所述第一参考音频信号输入至第一数模转换单元中，以生成所述第一参考音频信号的模拟信号；将所述第一参考音频信号的模拟信号输入至音频输出信号单元以进行音频播放。

10、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第二方面提供一种电子终端，所述电子终端包括如权利要求1至9中任一项所述基于音频编解码器的回声消除装置。

11、如上所述，本技术涉及的领域音频信号编码领域的一种基于音频编解码器的回声消除装置及电子终端，具有以下有益效果：本发明通过实现音频编解码器的回声消除算法的硬化，即通过硬件单元实现音频编解码器的回声消除，而无需内置dsp芯片核进行软件算法的运行，无需进行芯片配置从而简化了用户使用的复杂度，同时简化了芯片的时钟方案并降低了芯片功耗，另外由于无需采用dsp芯片及其附属的ip模块，大大减小了的芯片的面积，节约了工艺成本。最重要的是，硬件电路降低了系统的不确定延时，减小了参考信号和回声信号之间的延迟使得aec算法在进行延时匹配时能够更加准确。还可通过电回采和声回采的方式为系统提供多种参考信号供用户进行选择，提升了回声消除系统的稳定性及兼容性，对于新开发的回声消除系统无需硬件配置即可支持电回采，同时也可兼容早期芯片所采用的声回采系统。