本實(shí)用新型屬于回聲消除技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于移動(dòng)視頻直播的回聲消除裝置。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提升，直接通過手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端進(jìn)行視頻直播已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，并已深入到人們的生活中。盡管相較于視頻音頻（語音）的編碼復(fù)雜度和碼流均要小得多，但由于受網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、網(wǎng)絡(luò)丟包等問題影響，在通訊過程中會(huì)產(chǎn)生回聲（Echo），從而影響用戶體驗(yàn)，有必要對(duì)回聲進(jìn)行處理，盡量降低回聲對(duì)終端用戶的影響。

通訊中的回聲可分為聲學(xué)回聲（Acoustic Echo）和線路回聲（Line Echo）。聲學(xué)回聲是由于揚(yáng)聲器的聲音又被送至麥克風(fēng)，和輸入語音混合到一起被傳輸?shù)酵ㄓ崒?duì)方；線路回聲是由于物理電子線路的二四線匹配耦合產(chǎn)生的。通常是引入聲學(xué)回聲消除器（Acoustic Echo Canceler, AEC）和線路回聲消除器（Line Echo Canceler, LEC）,相應(yīng)的回聲消除技術(shù)通常也可稱為AEC（Acoustic Echo Cancellation）和LEC（Line Echo Cancellation）。

在移動(dòng)視頻直播中只有聲學(xué)回聲，因此本實(shí)用新型只考慮聲學(xué)回聲的消除。

目前的回聲消除的方式主要有兩種，一種是硬件實(shí)現(xiàn)（如富迪科技的回聲消除降噪芯片），另一種是純軟件實(shí)現(xiàn)（如skype），但這些方法主要應(yīng)用于VoIP網(wǎng)絡(luò)，在移動(dòng)終端尤其是智能手機(jī)中內(nèi)嵌回聲處理的方法則不多見。

此外，目前的回聲消除算法主要是采用自適應(yīng)濾波器模擬回聲路徑，并使其沖激響應(yīng)與實(shí)際回聲路徑盡可能的接近，從而得到回聲信號(hào)的估計(jì)值，再將該估計(jì)值從近端采樣的語音信號(hào)中減去即可實(shí)現(xiàn)回聲的消除。

實(shí)際應(yīng)用中典型的自適應(yīng)算法包括：最小均方（Least Mean Square, LMS）算法、歸一化最小均方（Normalized Least Mean Square, NLMS）算法、仿射投影（Affine Projection Algorithm, APA）算法、快速橫向?yàn)V波（Fast Transverse Filter Algorithm）算法，塊自適應(yīng)（Block-Adaptive Algorithm）以及加前置去相關(guān)濾波器的算法。

這些自適應(yīng)算法要么收斂速度慢，要么計(jì)算復(fù)雜度高，并且對(duì)于時(shí)延較大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，回聲消除效果不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種用于移動(dòng)視頻直播中回聲消除裝置，該裝置內(nèi)嵌或外接于移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)回聲消除的功能。

本實(shí)用新型的回聲消除裝置包括：所述裝置包括放大單元、收發(fā)單元、語音處理單元和采樣率插值單元；所述放大單元與語音處理單元相連接，所述語音處理單元與采樣率插值單元和收發(fā)單元依次連接并組成循環(huán)回路；所述放大單元用于將近端麥克風(fēng)采集聲音形成的微弱電流信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的電流信號(hào)送至語音處理單元中進(jìn)行處理；所述收發(fā)單元用于接收移動(dòng)終端所采集或存儲(chǔ)的音頻數(shù)據(jù)并將所述音頻數(shù)據(jù)發(fā)送至語音處理單元，以及用于接收采樣率差值單元插值的音頻數(shù)據(jù)；所述語音處理單元用于消除收發(fā)單元傳送來的音頻數(shù)據(jù)回聲以及降噪；所述采樣率插值單元用于對(duì)語音處理單元輸出的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。

進(jìn)一步地，所述語音處理單元內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及運(yùn)行回聲消除相關(guān)算法的微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器。

進(jìn)一步地，所述語音處理單元采用的芯片級(jí)產(chǎn)品為FM1182、FM36。

進(jìn)一步地，所述裝置可內(nèi)嵌或外接于移動(dòng)終端。

進(jìn)一步地，所述裝置外接于移動(dòng)終端時(shí)，所述收發(fā)單元通過USB接口與移動(dòng)終端連接。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的消除回聲裝置可內(nèi)嵌或外接于移動(dòng)終端，在消除視頻直播回聲時(shí)具有收斂速度快，計(jì)算方法簡(jiǎn)單，且對(duì)于時(shí)延較大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，回聲消除效果較好等優(yōu)點(diǎn)。

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的回聲消除功能模塊圖。

圖2是本實(shí)用新型的回聲消除原理示意圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)特征及其功效，詳細(xì)說明如下。

如圖1所示的本實(shí)用新型的回聲消除裝置，包括：放大單元1、收發(fā)單元2、語音處理單元3和采樣率插值單元4；所述放大單元1與語音處理單元3相連接，所述語音處理單元3與采樣率插值單元4和收發(fā)單元2依次連接并組成循環(huán)回路。

放大單元1，用于將近端麥克風(fēng)采集聲音形成的微弱電流進(jìn)行放大，送入下一級(jí)電路單元處理。由于外置回聲消除裝置中的麥克風(fēng)功率較小，由此采集到的聲音所形成的電流比較微弱，必須進(jìn)行放大。放大后的電流送至語音處理單元3進(jìn)行處理。

收發(fā)單元2，用于接收移動(dòng)終端所采集或存儲(chǔ)的音頻數(shù)據(jù)并將所述音頻數(shù)據(jù)發(fā)送至語音處理單元3，以及用于接收采樣率差值單元插值的音頻數(shù)據(jù)。當(dāng)本實(shí)用新型的裝置外接于移動(dòng)終端時(shí)，收發(fā)單元2通過USB接口與移動(dòng)終端連接，可同時(shí)完成移動(dòng)終端對(duì)外接回聲消除裝置的供電和音頻數(shù)據(jù)的傳輸。

語音處理單元3，用于消除語音回聲以及降噪。該單元內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）及微處理器（MCU）或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；微處理器（MCU）或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）內(nèi)置回聲消除的計(jì)算方法，運(yùn)行回聲消除的相關(guān)計(jì)算。該單元有成熟的芯片級(jí)產(chǎn)品，如富迪科技的FM1182、FM36等。

采樣率插值單元4，用于對(duì)語音處理單元3輸出的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以滿足應(yīng)用軟件中對(duì)音頻編碼的需求。

在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，語音信號(hào)有兩部分，一部分為遠(yuǎn)端參考信號(hào)，通過解碼對(duì)端通過網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的數(shù)據(jù)包得到；另一部分為近端語音信號(hào)，通過外置回聲消除裝置的聲音采集系統(tǒng)采集得到。

回聲消除的原理如圖2所示。近端信號(hào)混合了麥克風(fēng)所采集到的語音及遠(yuǎn)端傳來的語音，近端信號(hào)再通過網(wǎng)絡(luò)傳到遠(yuǎn)端。由于近端信號(hào)里混合了遠(yuǎn)端傳輸來的語音，對(duì)遠(yuǎn)端的聽者而言，聽到自己先前的語音，即產(chǎn)生了所謂的回聲?；芈暜a(chǎn)生的根源在于遠(yuǎn)端的語音，因此我們將遠(yuǎn)端信號(hào)稱之為參考信號(hào)。回聲與參考信號(hào)高度相關(guān)，可以將回聲表示成關(guān)于參考信號(hào)的某種數(shù)學(xué)函數(shù)式。這種數(shù)學(xué)函數(shù)式表征了語音線路的本質(zhì)特征，通常稱為回聲路徑。聲學(xué)回聲消除器（AEC）的主要工作就是求解該數(shù)學(xué)函數(shù)式，盡可能逼近真實(shí)解，從而可以計(jì)算出回聲信號(hào)的估計(jì)值，再將該估計(jì)值從近端采樣的語音信號(hào)中減去即可實(shí)現(xiàn)回聲的消除。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。