CN105872156A - 一种回声时延跟踪方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了回声时延跟踪方法，包括：获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；识别当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点；当根据目标信噪比频点信息判断出当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对目标信噪比频点对应的信号部分进行当前帧参考信号以及当前帧采集信号的互相关计算；根据互相关计算的结果获得回声时延值。本发明还公开了回声时延跟踪装置，采用本发明避免了低信噪比频点干扰互相关计算的准确性，有效解决了现有技术方案抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多的技术问题，大大提高了回声时延值的准确性。

Description

一种回声时延跟踪方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，尤其一种回声时延跟踪方法以及回声时延跟踪装置。

背景技术

回声时延检测是声学回声消除算法的预处理环节，在回声消除处理前先计算参考信号(扬声器播放信号)与其回声信号的时间差，即回声时延，以便后续进行自适应滤波回声消除及非线性回声抑制处理。如图1示出的现有技术中回声消除算法模块的流程示意图，回声是声音参考信号从通话设备的扬声器通过空气传播后经麦克风采取回去而产生的；如图2示出的现有技术中回声时延产生的相关环节的原理示意图，由于回声信号需要经过播放端和采集端的应用层、***层、固件器件底层的各级缓存，这些缓存必然带来较大的时延，再加上声音在空气中传播过程，都会导致参考信号需要经过较大的时延后才到采集信号端，对于回声消除模块必须通过时延检测模块将上述时延进行准确检测后，把去除时延进而时间轴对齐的双端信号进行回声消除。

现有技术中，主要是基于远近端信号(远端信号即为扬声器发出的参考信号，近端信号即为麦克风采集的信号)的互相关函数计算，搜索相关度最大值，使用该值对应的远近端两帧信号的时间差作为回声时延值，具体包括：对远近端信号做快速傅里叶变换FFT，得到远近端功率谱，然后计算远端信号与近端信号功率谱在当前帧的互相关函数，并对互相关函数进行跟踪滤波，将滤波结果的峰值作为回声时延值。然而，现有方案的抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种回声时延跟踪方法和回声时延跟踪装置以及移动电子设备，有效解决了现有技术方案抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种回声时延跟踪方法，包括：

获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；所述目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点；

当根据所述目标信噪比频点信息判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算；

根据所述互相关计算的结果获得回声时延值。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息，包括：

计算所述当前帧采集信号的功率谱，并计算各频点噪声电平；

根据所述功率谱和所述噪声电平计算各频点信噪比；

获取所述各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数以及频点位置信息。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息之后，还包括：

分析所述个数占所述当前帧采集信号的频点总数的比例是否大于第二预设阈值；

当分析结果为是时，则判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述互相关计算的结果获得回声时延值，包括：

对所述互相关计算的结果进行平滑处理，得到平滑处理值；

从所述平滑处理值中选取出回声时延值。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述对所述互相关计算的结果进行平滑处理之前，还包括：

计算所述当前帧参考信号的功率谱，并计算各频点的平滑值；

对所述功率谱和所述平滑值进行二值化处理，得到第一二值化数组；

缓存当前帧之前的n帧二值化数据，得到目标数组；所述n为正整数；

统计所述目标数组中二进制数含1的个数；

根据所述含1的个数计算得出加权系数；

所述对所述互相关计算的结果进行平滑处理包括：根据所述加权系数对所述互相关计算的结果进行加权平滑处理。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算，包括：

根据以下公式计算得到历史n帧与当前帧采集信号的差异结果值：

$CxorR\left(i\right)=\underset{k\⊆\[m1-m2\]}{\Σ}Capb\left(k\right)Xor\mathrm{Re}fbbuf\left(i\right)\left(k\right)/size\left(k\right)$

其中，i为0到n-1；m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2；fs为采样频率值，M为快速傅里叶变换的点数的一半；k为所述当前帧采集信号的各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息；Refbbuf(i)(k)为所述第一目标数组；Capb(k)为根据所述当前帧采集信号的功率谱以及各频点的平滑值进行二值化处理得到的第二二值化数组。

本发明实施例第二方面公开了一种回声时延跟踪装置，包括：

获取模块，用于获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

识别模块，用于识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；所述目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点；

互相关计算模块，用于当根据所述目标信噪比频点信息判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算；

时延值获得模块，用于根据所述互相关计算的结果获得回声时延值。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，还包括：

所述识别模块包括：

第一计算单元，用于计算所述当前帧采集信号的功率谱，并计算各频点噪声电平；

第二计算单元，用于根据所述功率谱和所述噪声电平计算各频点信噪比；

个数获取单元，用于获取所述各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数以及频点位置信息。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括：

分析模块，用于在所述识别模块识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息之后，分析所述个数占所述当前帧采集信号的频点总数的比例是否大于第二预设阈值；

当分析结果为是时，则判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述时延值获得模块包括：

平滑处理单元，用于对所述互相关计算的结果进行平滑处理，得到平滑处理值；

选取单元，用于从所述平滑处理值中选取出回声时延值。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，还包括：

功率谱平滑计算模块，用于在所述平滑处理单元对所述互相关计算的结果进行平滑处理之前，计算所述当前帧参考信号的功率谱，并计算各频点的平滑值；

二值化处理模块，用于对所述功率谱和所述平滑值进行二值化处理，得到第一二值化数组；

缓存模块，用于缓存当前帧之前的n帧二值化数据，得到目标数组；所述n为正整数；

统计模块，用于统计所述目标数组中二进制数含1的个数；

加权系数计算模块，用于根据所述含1的个数计算得出加权系数；

所述平滑处理单元具体用于根据所述加权系数对所述互相关计算的结果进行加权平滑处理。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述互相关计算模块具体用于：

根据以下公式计算得到历史n帧与当前帧采集信号的差异结果值：

$CxorR\left(i\right)=\underset{k\⊆\[m1-m2\]}{\Σ}Capb\left(k\right)Xor\mathrm{Re}fbbuf\left(i\right)\left(k\right)/size\left(k\right)$

其中，i为0到n-1；m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2；fs为采样频率值，M为快速傅里叶变换的点数的一半；k为所述当前帧采集信号的各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息；Refbbuf(i)(k)为所述第一目标数组；Capb(k)为根据所述当前帧采集信号的功率谱以及各频点的平滑值进行二值化处理得到的第二二值化数组。

本发明实施例第三方面公开了一种移动电子设备，包括处理器、存储器以及输入装置和输出装置；其中，所述处理器通过执行所述存储器中存储的同步服务管理程序，执行上述第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式，或者第一方面的第二种可能的实现方式，或者第一方面的第三种可能的实现方式，或者第一方面的第四种可能的实现方式，或者第一方面的第五种可能的实现方式中的回声时延跟踪方法的全部步骤。

本发明实施例第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有程序，所述程序执行时包括本发明实施例第一方面、或者第一方面的第一种可能的实现方式，或者第一方面的第二种可能的实现方式，或者第一方面的第三种可能的实现方式，或者第一方面的第四种可能的实现方式，或者第一方面的第五种可能的实现方式中的回声时延跟踪方法的全部步骤。

实施本发明实施例，通过识别当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；该目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点，然后只针对该目标信噪比频点对应的信号部分进行当前帧参考信号以及当前帧采集信号的互相关计算，最终根据该互相关计算的结果获得回声时延值，避免了低信噪比频点干扰互相关计算的准确性，有效解决了现有技术方案抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多的技术问题，大大提高了回声时延值的准确性；并且可以针对互相关计算的结果进行加权平滑处理，从而通过加权方式给特征明显帧以更大的权重，提高了回声时延跟踪的收敛速度。

附图说明

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地介绍，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。

图1是现有技术中回声消除算法模块的流程示意图；

图2是现有技术中回声时延产生的相关环节的原理示意图；

图3是本发明实施例提供的回声时延跟踪方法的场景架构图；

图4是本发明实施例提供的回声时延跟踪方法的流程示意图；

图5是本发明提供的回声时延跟踪方法的另一实施例的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的回声时延跟踪装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的识别模块的结构示意图；

图8是本发明提供的回声时延跟踪装置的另一实施例的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的时延值获得模块的结构示意图；

图10是本发明提供的回声时延跟踪装置的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

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。

如图3示出的本发明实施例提供的回声时延跟踪方法的场景架构图，电子设备之间可以通过网络服务器建立语音连接，进行语音通信，那么数据发送方可以通过麦克风等采集装置实时地将采集到的语音数据帧发送给数据接收方，同时通过扬声器实时地播放对方发送的语音数据帧；电子设备需要针对远端和近端的语音信号进行回声时延处理，以消除回声以及非线性回声抑制。

下面结合图4示出的本发明实施例提供的回声时延跟踪方法的流程示意图，详细说明本发明实施例提供的回声时延跟踪方法的技术方案，包括如下步骤：

步骤S400：获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

具体地，语音通信双方建立了语音通信连接，双方的电子设备都可以实时地获取对端发送的语音信号(即语音的参考信号)以及本端采集的语音信号(即语音的采集信号)。

步骤S402：识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；

具体地，电子设备针对当前帧的采集信号进行识别，可以通过预先设定一阈值(即第一预设阈值,该值可以设置为0.1，技术人员可以根据自身需求或经验来设置该阈值)，通过比较当前帧采集信号的各个频点的信噪比与该第一预设阈值的大小关系，找出所有大于该第一预设阈值的信噪比频点，作为目标信噪比频点，可理解的是，该目标信噪比频点即为高信噪比频点，本发明实施例不限于该第一预设阈值的大小，技术人员可以根据自身需求或经验来设置该第一预设阈值，依此来界定本发明实施例的高信噪比频点。本发明实施例中的目标信噪比频点信息可以包括该目标信噪比频点的个数、或位置、或与个数相关、或与位置相关的信息，等等。

步骤S404：当根据所述目标信噪比频点信息判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算；

具体地，本发明实施例可以预先设定判断策略，根据该目标信噪比频点信息来判断当前帧采集信号是否为有效帧信号，例如可以通过目标信噪比频点的个数大小或位置分布情况等来判断，包括个数大小是否达到预设值、或占所有频点的比例是否达到预设值、又或位置分布情况是否匹配预设情况等，本发明实施例不作限定，技术人员可以根据实际情况来设置判断策略，只要根据该目标信噪比频点信息来进行判断，都落入本发明实施例的保护范围。

本发明实施例只针对有效帧信号来进行互相关计算，若判断不为有效帧信号，可以不对该当前帧采集信号进行回声时延跟踪处理；若判断为有效帧信号，那么只针对该目标信噪比频点对应的信号部分来该当前帧参考信号以及该当前帧采集信号的互相关计算，得到互相关计算的结果。

步骤S406：根据所述互相关计算的结果获得回声时延值。

具体地，常规语音通话应用中，最常见的干扰回声时延跟踪的主要因素是近端背景噪声，而近端背景噪声会和回声信号一起被麦克风采集到，而由于噪声可能是平稳噪声也可能是非平稳噪声，即使在回声时延跟踪处理之前加入噪声抑制模块，也很难得到无噪声的纯回声信号，所以这种带噪信号会影响到频谱能量的互相关计算的准确性，尤其在低信噪比应用场景，噪声比信号本身能量更强，此时得到的互相关值是误差大，最终跟踪到的回声时延值也就不准，直接导致回声消除模块无法消除回声，导致回声残留和近端语音被损坏。而根据步骤S404得到的互相关计算的结果是只针对高信噪比频点的信号部分来进行的互相关计算，因此避免了低信噪比频点干扰互相关计算的准确性，有效解决了现有技术方案抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多的技术问题，大大提高了回声时延值的准确性。

进一步地，如图5示出的本发明提供的回声时延跟踪方法的另一实施例的流程示意图，举例详细本发明回声时延跟踪方法的具体实施方式，包括以下步骤：

步骤S500：获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

具体地，参考上述图4实施例中的步骤S400，这里不再赘述。

步骤S502：计算该当前帧参考信号的功率谱，并计算各频点的平滑值；

具体地，可以对该当前帧参考信号进行快速傅里叶变换FFT，以求得功率谱Ref(j)，j＝m1～m2，其中m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2，M为FFT点数的一半，fs为采样频率值。然后计算各频点的Ref(j)的平滑值Refsm(j)＝0.98*Refsm(j)+0.02*Ref(j)。

步骤S504：对所述功率谱和所述平滑值进行二值化处理，得到第一二值化数组；

具体地，可以对Ref(j)与Refsm(j)进行数值比较，若Ref(j)大与Refsm(j)则为1，否则为0，从而得到第一二值化数组，即得到Refb(j)的二值化数组。

步骤S506：缓存当前帧之前的n帧二值化数据，得到目标数组；

具体地，可以通过保存Refb(j)到Refbbuf(i)(j)数组，其中i＝0～n-1，得到目标数组，该数组的大小为n*(m2-m1)，n为正整数。

步骤S508：统计所述第一目标数组中二进制数含1的个数；

具体地，可以统计每个Refbbuf(i)二进制数中含1的个数One_Ref(i)，其中i＝0～n-1。

步骤S510：根据所述含1的个数计算得出加权系数；

具体地，可以通过a(i)＝0.0005+0.002*One_Ref(i)/(m2-m1)，其中i＝0～n-1，来计算加权系数a(i)。

步骤S512：计算所述当前帧采集信号的功率谱，并计算各频点噪声电平；

具体地，可以对该当前帧参考信号进行快速傅里叶变换FFT，以求得功率谱Capf(j)，j＝m1～m2，其中m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2，M为FFT点数的一半，fs为采样频率值。然后计算各频点的Capf(j)的平滑值Capsm(j)＝0.98*Capsm(j)+0.02*Cap(j)。可以通过最小统计量控制递归平均算法(Minima Controlled Recursive Averaging，MCRA)算法估计各频点的噪声电平N(j)，j＝m1～m2。

步骤S514：计算该当前帧采集信号各频点的平滑值；

具体地，本发明实施例可以计算各频点的Capf(j)的平滑值为Capsm(j)＝0.98*Capsm(j)+0.02*Cap(j)。

步骤S516：对该功率谱和该平滑值进行二值化处理，得到第二二值化数组；

具体地，可以对Cap(j)与Capsm(j)进行数值比较，若Cap(j)大与Capsm(j)则为1，否则为0，从而得到第二二值化数组，即Capb(j)的二值化数组。

步骤S518：根据所述功率谱和所述噪声电平计算各频点信噪比；

具体地，可以通过snr(j)＝Cap(j)/N(j)，j＝m1～m2，计算得到各频点信噪比snr(j)。

步骤S520：获取所述各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数以及频点位置信息；

具体地，可以通过标识snr(j)>THRES_SNR(即该第一预设阈值)的对应频点为k，表示各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息，以及可以统计得出各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数L。

步骤S522：分析所述个数占所述当前帧采集信号的频点总数的比例是否大于第二预设阈值；

具体地，可以通过判断L/(m2-m1)>第二预设阈值是否成立，来进行分析，本发明实施例中的第二预设阈值为大于等于0，小于等于1的数，可以为0.6、0.7等等，本发明实施例不限于该第二预设阈值的大小，技术人员可以根据自身需求或经验来设置该第二预设阈值。

当分析结果为是时，则判断出该当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号，执行步骤S524，否则判断出该当前帧采集信号不为符合预设条件的有效帧信号，那么可以放弃对该当前帧采集信号进行回声时延跟踪等操作，等等，本发明实施例不作限制。

步骤S524：针对该目标信噪比频点对应的信号部分进行该当前帧参考信号以及该当前帧采集信号的互相关计算；

根据以下公式计算得到历史n帧与当前帧采集信号的差异结果值：

$CxorR\left(i\right)=\underset{k\⊆\[m1-m2\]}{\Σ}Capb\left(k\right)Xor\mathrm{Re}fbbuf\left(i\right)\left(k\right)/size\left(k\right)$

其中，i为0到n-1；m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2；fs为采样频率值，M为快速傅里叶变换的点数的一半；k为所述当前帧采集信号的各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息；Refbbuf(i)(k)为所述第一目标数组；Capb(k)为根据所述当前帧采集信号的功率谱以及各频点的平滑值进行二值化处理得到的第二二值化数组。

步骤S526：根据该加权系数对所述互相关计算的结果进行加权平滑处理，得到平滑处理值；

具体地，可以通过公式：

CxorRsm(i)＝(1-a(i))*CxorRsm(i)+a(i)*CxorR(i)来进行加权平滑处理。

步骤S528：从平滑处理值中选取出回声时延值。

具体地，可以以n个CxorRsm(i)值中的最小值对应的i值最为候选回声时延值，并跟踪判断满足以下三个条件即为最终选取得到的回声时延值：

1、n个CxorRsm(i)值的峰谷差距大于5.5；

2、CxorRsm(i)最小值须小于17.5；

3、候选回声时延值在k帧内持续保持不变。

需要说明的是，可以省略步骤S510和S512的执行，那么步骤S524中的平滑处理可以通过以下公式来替代执行：

CxorRsm(i)＝(1-a)*CxorRsm(i)+a*CxorR(i)，其中a为滤波系数。

还需要说明的是，步骤S502至S510，与步骤S512至S522，可以同时执行或者按任意先后顺序执行，本发明实施例不作限制。步骤S514至S516，与步骤S518至S522，可以同时执行或者按任意先后顺序执行，本发明实施例不作限制。

实施本发明实施例，通过识别当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；该目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点，然后只针对该目标信噪比频点对应的信号部分进行当前帧参考信号以及当前帧采集信号的互相关计算，最终根据该互相关计算的结果获得回声时延值，避免了低信噪比频点干扰互相关计算的准确性，有效解决了现有技术方案抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多的技术问题，大大提高了回声时延值的准确性；并且可以针对互相关计算的结果进行加权平滑处理，从而通过加权方式给特征明显帧以更大的权重，提高了回声时延跟踪的收敛速度。

为了便于更好地实施本发明实施例的上述方案，本发明还对应提供了一种回声时延跟踪装置，如图6示出的本发明实施例提供的回声时延跟踪装置的结构示意图，回声时延跟踪装置60可以包括：获取模块600、识别模块602、互相关计算模块604和时延值获得模块606，其中，

获取模块600用于获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

识别模块602用于识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；所述目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点；

互相关计算模块604用于当根据所述目标信噪比频点信息判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算；

时延值获得模块606用于根据所述互相关计算的结果获得回声时延值。

具体地，如图7示出的本发明实施例提供的识别模块的结构示意图，识别模块602可以包括：第一计算单元6020、第二计算单元6022和个数获取单元6024，其中，

第一计算单元6020用于计算所述当前帧采集信号的功率谱，并计算各频点噪声电平；

第二计算单元6022用于根据所述功率谱和所述噪声电平计算各频点信噪比；

个数获取单元6024用于获取所述各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数以及频点位置信息。

进一步地，如图8示出的本发明提供的回声时延跟踪装置的另一实施例的结构示意图，回声时延跟踪装置60包括：获取模块600、识别模块602、互相关计算模块604和时延值获得模块606，还可以包括分析模块608，用于在识别模块602识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息之后，分析所述个数占所述当前帧采集信号的频点总数的比例是否大于第二预设阈值；

当分析结果为是时，则判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号，触发互相关计算模块604执行操作。

再进一步地，如图9示出的本发明实施例提供的时延值获得模块的结构示意图，时延值获得模块606可以包括：平滑处理单元6060和选取单元6062，其中，

平滑处理单元6060用于对所述互相关计算的结果进行平滑处理，得到平滑处理值；

选取单元6062用于从所述平滑处理值中选取出回声时延值。

再进一步地，如图10示出的本发明提供的回声时延跟踪装置的另一实施例的结构示意图，回声时延跟踪装置60包括：获取模块600、识别模块602、互相关计算模块604、时延值获得模块606和分析模块608，还可以包括：功率谱平滑计算模块6010、二值化处理模块6012、缓存模块6014、统计模块6016和加权系数计算模块6018，其中，

功率谱平滑计算模块6010用于在所述平滑处理单元对所述互相关计算的结果进行平滑处理之前，计算所述当前帧参考信号的功率谱，并计算各频点的平滑值；

二值化处理模块6012用于对所述功率谱和所述平滑值进行二值化处理，得到第一二值化数组；

缓存模块6014用于缓存当前帧之前的n帧二值化数据，得到目标数组；所述n为正整数；

统计模块6016用于统计所述目标数组中二进制数含1的个数；

加权系数计算模块6018用于根据所述含1的个数计算得出加权系数；

那么平滑处理单元6060具体用于根据所述加权系数对所述互相关计算的结果进行加权平滑处理。

再进一步地，互相关计算模块604可以具体用于：

根据以下公式计算得到历史n帧与当前帧采集信号的差异结果值：

$CxorR\left(i\right)=\underset{k\⊆\[m1-m2\]}{\Σ}Capb\left(k\right)Xor\mathrm{Re}fbbuf\left(i\right)\left(k\right)/size\left(k\right)$

其中，i为0到n-1；m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2；fs为采样频率值，M为快速傅里叶变换的点数的一半；k为所述当前帧采集信号的各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息；Refbbuf(i)(k)为所述第一目标数组；Capb(k)为根据所述当前帧采集信号的功率谱以及各频点的平滑值进行二值化处理得到的第二二值化数组。

综上所述，实施本发明实施例，通过识别当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；该目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点，然后只针对该目标信噪比频点对应的信号部分进行当前帧参考信号以及当前帧采集信号的互相关计算，最终根据该互相关计算的结果获得回声时延值，避免了低信噪比频点干扰互相关计算的准确性，有效解决了现有技术方案抗干扰性能较弱，导致回声时延容易误判，导致回声残留较多的技术问题，大大提高了回声时延值的准确性；并且可以针对互相关计算的结果进行加权平滑处理，从而通过加权方式给特征明显帧以更大的权重，提高了回声时延跟踪的收敛速度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

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。

Claims (12)

1.一种回声时延跟踪方法，其特征在于，包括：

获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；所述目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点；

当根据所述目标信噪比频点信息判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算；

根据所述互相关计算的结果获得回声时延值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息，包括：

计算所述当前帧采集信号的功率谱，并计算各频点噪声电平；

根据所述功率谱和所述噪声电平计算各频点信噪比；

获取所述各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数以及频点位置信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息之后，还包括：

分析所述个数占所述当前帧采集信号的频点总数的比例是否大于第二预设阈值；

当分析结果为是时，则判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述互相关计算的结果获得回声时延值，包括：

对所述互相关计算的结果进行平滑处理，得到平滑处理值；

从所述平滑处理值中选取出回声时延值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述互相关计算的结果进行平滑处理之前，还包括：

计算所述当前帧参考信号的功率谱，并计算各频点的平滑值；

对所述功率谱和所述平滑值进行二值化处理，得到第一二值化数组；

缓存当前帧之前的n帧二值化数据，得到目标数组；所述n为正整数；

统计所述目标数组中二进制数含1的个数；

根据所述含1的个数计算得出加权系数；

所述对所述互相关计算的结果进行平滑处理包括：根据所述加权系数对所述互相关计算的结果进行加权平滑处理。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算，包括：

根据以下公式计算得到历史n帧与当前帧采集信号的差异结果值：

$CxorR\left(i\right)=\underset{k\⊆\[m1-m2\]}{\Σ}Capb\left(k\right)Xor\mathrm{Re}fbbuf\left(i\right)\left(k\right)/size\left(k\right)$

其中，i为0到n-1；m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2；fs为采样频率值，M为快速傅里叶变换的点数的一半；k为所述当前帧采集信号的各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息；Refbbuf(i)(k)为所述第一目标数组；Capb(k)为根据所述当前帧采集信号的功率谱以及各频点的平滑值进行二值化处理得到的第二二值化数组。

7.一种回声时延跟踪装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前帧参考信号和当前帧采集信号；

识别模块，用于识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息；所述目标信噪比频点为大于第一预设阈值的信噪比频点；

互相关计算模块，用于当根据所述目标信噪比频点信息判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号时，针对所述目标信噪比频点对应的信号部分进行所述当前帧参考信号以及所述当前帧采集信号的互相关计算；

时延值获得模块，用于根据所述互相关计算的结果获得回声时延值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述识别模块包括：

第一计算单元，用于计算所述当前帧采集信号的功率谱，并计算各频点噪声电平；

第二计算单元，用于根据所述功率谱和所述噪声电平计算各频点信噪比；

个数获取单元，用于获取所述各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的个数以及频点位置信息。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

分析模块，用于在所述识别模块识别所述当前帧采集信号中的目标信噪比频点信息之后，分析所述个数占所述当前帧采集信号的频点总数的比例是否大于第二预设阈值；

当分析结果为是时，则判断出所述当前帧采集信号为符合预设条件的有效帧信号。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述时延值获得模块包括：

平滑处理单元，用于对所述互相关计算的结果进行平滑处理，得到平滑处理值；

选取单元，用于从所述平滑处理值中选取出回声时延值。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

功率谱平滑计算模块，用于在所述平滑处理单元对所述互相关计算的结果进行平滑处理之前，计算所述当前帧参考信号的功率谱，并计算各频点的平滑值；

二值化处理模块，用于对所述功率谱和所述平滑值进行二值化处理，得到第一二值化数组；

缓存模块，用于缓存当前帧之前的n帧二值化数据，得到目标数组；所述n为正整数；

统计模块，用于统计所述目标数组中二进制数含1的个数；

加权系数计算模块，用于根据所述含1的个数计算得出加权系数；

所述平滑处理单元具体用于根据所述加权系数对所述互相关计算的结果进行加权平滑处理。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述互相关计算模块具体用于：

根据以下公式计算得到历史n帧与当前帧采集信号的差异结果值：

$CxorR\left(i\right)=\underset{k\⊆\[m1-m2\]}{\Σ}Capb\left(k\right)Xor\mathrm{Re}fbbuf\left(i\right)\left(k\right)/size\left(k\right)$

其中，i为0到n-1；m1＝INT(M*500)/fs*2，m2＝INT(M*1200)/fs*2；fs为采样频率值，M为快速傅里叶变换的点数的一半；k为所述当前帧采集信号的各频点信噪比中大于第一预设阈值的信噪比频点的频点位置信息；Refbbuf(i)(k)为所述第一目标数组；Capb(k)为根据所述当前帧采集信号的功率谱以及各频点的平滑值进行二值化处理得到的第二二值化数组。