远场语音回声消除方法和系统与流程

本发明涉及音频处理，具体的说，是一种远场语音回声消除方法和系统。

背景技术：

1、随着电视机智能化的快速发展以人工智能技术在电视机上的推广应用，远场语音作为一种新的交互方式，使得用户能够解放双手摆脱遥控器，极大的提高了用户体验，因此迅速的受到用户的青睐。基于远场语音的工作原理，拾音模块在接收用户的语音指令时，不可避免的会采集到除用户语音指令外的电视扬声器声音和其他环境噪声，其中对用户语音指令信号造成干扰最严重的便是电视扬声器声音信号。因此需要将拾音模块采集到的电视扬声器声音信号消除掉才能获得较为纯净的用户语音指令信号。现目前主流的消除电视扬声器噪声的解决方案是：在电视扬声器的连接器处增加线路，从此处将电视功放芯片的输出信号通过pcb线路采集到电视soc中，电视soc再将拾音模块接收到的信号与采集到的功放芯片输出信号进行相减等处理，此过程称为回声消除。用于与拾音模块接收到的信号进行相减的信号称为参考信号，理论上经过回声消除后理论上可以得到较纯净的用户语音指令信号，很好的消除掉电视扬声器声音信号对用户语音指令的影响。但由于信号传播路径不同，拾音模块接收到的电视扬声器噪声是经由空气传播，而参考信号是经由pcb印制板线路传播，两者并不完全相同，导致回声消除后并不能获得较纯净的用户语音指令信号。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种远场语音回声消除方法和系统，用于解决现有技术中将电视功放芯片的输出信号通过pcb线路采集到电视soc中作为参考信号，由于信号传播路径不同，与扬声器噪声并不相同，回音消除后并不能获得较干净的用户语音指令信号的问题。

2、本发明通过下述技术方案解决上述问题：

3、一种远场语音回声消除方法，包括：

4、设备上新增第二扬声器和参考信号采集麦克风，所述第二扬声器和参考信号采集麦克风设置于密封壳体中；

5、主扬声器组和第二扬声器从设备的功放同时获取并播放音频；

6、采集用户语音指令和主扬声器组声音信号，并输出第一声音信号；

7、参考信号采集麦克风仅采集第二扬声器的声音信号并输出参考信号；

8、参考信号和第一声音信号同时输入设备的soc，soc进行回声消除处理，将第一声音信号与参考信号进行相减及降噪处理得到第二声音信号并进行语音识别得到用户语音指令信号。

9、进一步地，所述第二扬声器和参考信号采集麦克风设置于设备后盖内，且远离所述主扬声器组。

10、进一步地，所述参考信号采集麦克风采用单指向性麦克风。

11、进一步地，所述密封壳体为一盒子，所述盒子内壁设置有消音材料。

12、进一步地，所述消音材料为消音棉。

13、一种远场语音回声消除系统，包括：

14、拾音模块，用于采集用户语音指令及电视主扬声器组声音信号并输出第一声音信号；

15、参考信号采集模块，包括第二扬声器和参考信号采集麦克风，第二扬声器与设备的主扬声器组同时获取功放传输的音频并播放，参考信号采集麦克风仅采集第二扬声器声音信号并输出参考信号；

16、soc，用于输出音频至功放，用于对第一声音信号和参考信号进行回声消除算法及降噪处理得到第二声音信号，以及用于对第二声音信号进行识别得到用户语音指令信号。

17、当用户使用语音指令控制设备如电视时，拾音模块同时采集主扬声器组声音信号及用户语音指令后形成第一声音信号并传输至设备soc中的回声消除模块。与此同时，参考信号采集模块也采集到第二扬声器声音信号并形成参考信号送至soc中的回声消除模块。经回声消除模块处理，将第一声音信号与参考信号进行相减及降噪等产生第二声音信号。然后soc中的语音识别模块识别第二声音信号并做出相应的响应。理论上第二声音信号中是较为纯净的用户语音指令信号，因此可以很好的降低主扬声器声音信号对用户语音指令信号的干扰，提升回声消除效果，用户也可以轻松地使用远场语音功能控制设备。

18、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

19、(1)本发明参考信号采集麦克风只对参考信号进行采集，对其他声音信号进行隔离，使得参考信号和第一声音信号中的主扬声器组声音信号更为接近，从而提升回声消除的效果，降低主扬声器组声音信号对用户语音指令的干扰。

20、(2)本发明中参考信号采集麦克风选用单指向性麦克风，其拾音方向须正对第二扬声器发声方向，同时采用消音棉等隔音效果好的材料做好隔音，以保证参考信号的采集不受其他声音信号的干扰，除指向性参数外，其余电气参数尽可能与拾音模块中的麦克风保持一致。提高回声消除参考信号和拾音模块接收到的扬声器噪声信号的相似度，提高回声消除算法的处理效果，从而提升用户体验。

21、(3)本发明中参考信号和主扬声器组声音信号都是相同的音频信号同时经空气传播而被麦克风采集到，因此两个声音信号相似度高于通过pcb线路采集参考信号的方案。

技术特征：

1.一种远场语音回声消除方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的远场语音回声消除方法，其特征在于，所述第二扬声器和参考信号采集麦克风设置于设备后盖内，且远离所述主扬声器组。

3.根据权利要求1所述的远场语音回声消除方法，其特征在于，所述参考信号采集麦克风采用单指向性麦克风。

4.根据权利要求1所述的远场语音回声消除方法，其特征在于，所述密封壳体为一盒子，所述盒子内壁设置有消音材料。

5.根据权利要求4所述的远场语音回声消除方法，其特征在于，所述消音材料为消音棉。

6.一种远场语音回声消除系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了远场语音回声消除方法和系统，设备上新增第二扬声器和参考信号采集麦克风，第二扬声器和参考信号采集麦克风设置于密封壳体中；主扬声器组和第二扬声器从设备的功放同时获取并播放音频；采集用户语音指令和主扬声器组声音信号，并输出第一声音信号；参考信号采集麦克风仅采集第二扬声器的声音信号并输出参考信号；参考信号和第一声音信号同时输入设备的SOC，SOC将第一声音信号与参考信号进行相减及降噪处理得到第二声音信号并进行语音识别得到用户语音指令信号。本发明只对参考信号进行采集，对其他声音信号进行隔离，使得参考信号和主扬声器组声音信号更为接近，从而提升回声消除的效果，降低主扬声器组声音信号对用户语音指令的干扰。技术研发人员：谭昌伟,罗茹丹受保护的技术使用者：四川长虹电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20