一种音频信号处理系统及方法

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域，特别涉及一种音频信号处理系统及方法。

背景技术

对于一个智能音箱，或者类似需要同时发声和声音采集的系统，在同时有声音输出信号和声音输入信号时，需要做语音回声消除(Acoustic Echo Cancellation，AEC)处理声。

在进行语音回声消除时，声音输出信号和声音输入信号的采样率不一致，且声音输出信号和声音输入信号启动的时间不确定。易导致输入AEC滤波器的声音输出信号和声音输入信号的已训练的相位不对应，则需要重新训练，因此要花很多时间才能实现完全的语音回声消除，影响系统功耗和响应时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种音频信号处理系统及方法，可提高语音回声消除的质量，且降低系统的功耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种音频信号处理系统，包括：

输出信号采集和采样率转换模块，采集当前声音输出信号的第一上采样时钟相位和第一下采样滤波器相位；

输入信号采集和采样率转换模块，采集当前声音输入信号的第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位；以及

同步模块，电性连接于所述输出信号采集和采样率转换模块和输入信号采集和采样率转换模块，当所述第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位相同，且为预设值时，输出声音输出信号和声音输入信号的使能信号，并启动语音回声消除。

在本发明一实施例中，所述同步模块包括同步触发器，所述同步触发器电性连接于所述输出信号采集和采样率转换模块和所述输入信号采集和采样率转换模块，当所述第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位相同，且为预设值时，所述同步触发器输出高电平。

在本发明一实施例中，所述同步模块包括：

第一触发器，信号输入端电性连接于所述同步触发器的的输出端；

第二触发器，通过逻辑电路连接于所述第一触发器的输出端；以及

第一与门，输入端输入第一输出使能信号和第一输入使能信号，输出端电性连接于所述第一触发器和所述第二触发器的使能端；

当所述同步触发器输出高电平，且所述第一输出使能信号和第一输入使能信号为高电平时，所述第二触发器输出高电平。

在本发明一实施例中，所述同步模块包括：

第二与门，输入端电性连接于所述第一触发器的输出端和同步触发器的输出端；以及

第一或门，输入端电性连接于所述第二与门的输出端和第二触发器的输出端，输出端电性连接于所述第二触发器的输入端。

在本发明一实施例中，所述同步模块包括：

第三触发器，输入端通过逻辑电路电性连接于第一输入使能信号、第二触发器的输出端和所述声音输出信号的使能信号，输出所述声音输入信号的使能信号；以及

第四触发器，输入端通过逻辑电路电性连接于第二输入使能信号、第二触发器的输出端和所述声音输入信号的使能信号，输出所述声音输出信号的使能信号。

在本发明一实施例中，第三触发器的输出为：

MIC_EN_ACT＝MIC_EN&((！SPK_EN_ACT)|(SPK_EN_ACT&RisedgeFound{p,q,m,n})。

其中，MIC_EN_ACT为第二输入使能信号，即所述声音输入信号的使能信号，MIC_EN为第一输入使能信号，SPK_EN_ACT为第二输出使能信号，即所述声音输出信号的使能信号，m为第一上采样时钟相位、n为第一下采样滤波器相位、p为第二上采样时钟相位和q为第二下采样滤波器相位，RisedgeFound{p,q,m,n}为第二触发器的输出。

在本发明一实施例中，所述同步模块还包括：

第三与门，输入端电性连接于所述第二触发器的输出端和所述第四触发器的输出端；

第一非门，输入端电性连接于所述第四触发器的输出端；

第二或门，输入端电性连接于所述第三与门和所述第一非门的输出端；以及

第四与门，输入端电性连接于所述第二或门的输出端和第一输入使能信号，输出端电性连接于所述第三触发器。

在本发明一实施例中，所述第四触发器的输出为：

SPK_EN_ACT＝SPK_EN&((！MIC_EN_ACT)|(MIC_EN_ACT&RisedgeFound{p,q,m,n})。

其中，SPK_EN_ACT为第二输出使能信号，即所述声音输出信号的使能信号，SPK_EN为第一输出使能信号，MIC_EN_ACT为第二输入使能信号，即所述声音输入信号的使能信号，m为第一上采样时钟相位、n为第一下采样滤波器相位、p为第二上采样时钟相位和q为第二下采样滤波器相位，RisedgeFound{p,q,m,n}为第二触发器的输出。

在本发明一实施例中，所述同步模块还包括：

第五与门，输入端电性连接于所述第二触发器的输出端和所述第三四触发器的输出端；

第二非门，输入端电性连接于所述第三触发器的输出端；

第三或门，输入端电性连接于所述第五与门和所述第二非门的输出端；以及

第六与门，输入端电性连接于所述第三或门的输出端和第二输入使能信号，输出端电性连接于所述第四触发器。

在本发明一实施例中，所述音频信号处理系统还包括第一变采样滤波器，所述第一变采样滤波器对声音输出信号进行变采样，且第一变采样滤波器的变采样倍数为第一上采样时钟相位/第一下采样滤波器相位。

在本发明一实施例中，所述音频信号处理系统还包括第二变采样滤波器，所述第二变采样滤波器对声音输入信号进行变采样，且第一变采样滤波器的变采样倍数为第二上采样时钟相位/第二下采样滤波器相位。

本发明还提供一种音频信号处理方法，包括如下步骤：

采集当前声音输出信号的第一上采样时钟相位和第一下采样滤波器相位；

采集当前声音输入信号的第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位；

当所述第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位相同，且为预设值时，输出声音输出信号和声音输入信号的使能信号，并启动语音回声消除。

综上所述，本发明提供的一种音频信号处理系统及方法，设置有使声音输出信号和声音输入信号同步的同步模块，使得所述处理系统在不需要语音回声消除时，可停止语音回声消除。需要语音回声消除时，因声音输出信号和声音输入信号同步相位同步，使的训练好的自适应滤波器和理想的滤波器差别较小，因而可以很快收敛。且每次低功耗唤醒后，理想的自适应滤波器也会和进入低功耗模式前的自适应滤波器很接近，可快速收敛。进而可提高语音回声消除的质量，且在不需要进行语音回声消除时，可停止对应的硬件工作，进而降低系统的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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是本发明中一种音频信号处理系统的结构框图。

图2是本发明中一种同步模块的电路图。

附图标记说明：

声音输出模块10；输出触发器101；第一分频时钟102；第一时钟生成模块103；输出声音存储器104；数模转换器105；功率放大器106；扬声器107；声音输入模块20；输入触发器201；麦克风202；模数转换器203；第二分频时钟204；第二时钟生成模块205；输入声音存储器206；输出信号采集和采样率转换模块30；采样触发器301；参考信号存储器302；第一采样率转换和滤波单元303；输入信号采样率转换模块40；第二采样率转换和滤波单元401；混合存储器402；语音回音消除模块50；同步模块60；控制模块70；同步触发器L0；第一触发器REG1；第二触发器REG2；第三触发器REG3；第四触发器REG4；第一与门G1；第二与门G3；第三与门G4；第四与门G7；第五与门G8；第六与门G11；第一或门G2；第二或门G6；第三或门G10；第一非门G5；第二非门G9。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1所示，本发明提供的一种音频信号处理系统，例如为一个智能音箱，具有声音输出模块10和声音输入模块20。其中，声音输出模块10用于将数字信号转换层成模拟信号，并通过扬声器107输出。声音输入模块20可通过麦克风202采集声音信号，并将模拟信号转换成数字信号输入。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，当声音输入模块20中具有声音输入信号，且声音输出模块10中具有声音输出信号时，即麦克风202和扬声器107同时工作时，扬声器107的声音反馈到麦克风202引起回音。在系统中设置有语音回音消除模块50，语音回音消除模块50中设置有自适应滤波器，可对声音输入信号和声音输出信号进行处理，滤除会发生干扰的部分，则可消除语音回音。在本实施例中，可使用预设采样率的声音输入信号和预设采样率的声音输出信号对语音回音消除模块50中的自适应传感器进行训练，采取特定算法自动地调整滤波器系数，使其达到最佳滤波特性。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，本发明提供的音频信号处理系统还包括输出信号采集和采样率转换模块30、输入信号采样率转换模块40和同步模块60，输出信号采集和采样率转换模块30采集声音输出信号，并获取声音输出信号的时钟相位和对应的滤波器相位，即当前声音输出信号的第一上采样时钟相位和第一下采样滤波器相位。输入信号采样率转换模块40采集声音输入信号，并获取声音输入信号的时钟相位和对应的滤波器相位，即当前声音输入信号的第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位。并将当前的第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位输入同步模块60。当第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位输入同步时，输出使能信号，并开始对声音输出信号和声音输入信号进行语音回声消除。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，声音输出模块10包括第一分频时钟102、第一时钟生成模块103、输出声音存储器104、输出触发器101、数模转换器105、功率放大器106和扬声器107。其中，第一分频时钟102电性和输出声音存储器104电性连接于控制模块70，且第一分频时钟102具有第一频率，且所述第一频率为扬声器107的采样率，输出声音存储器104中存储有待输出的声音输出信号。第一时钟生成模块103电性连接于第一分频时钟102，作为第一分频时钟102的一个缓冲器和时钟门控。第一时钟生成模块103电性连接于输出触发器101的时钟输入端，输出声音存储器104电性连接于输出触发器101的信号输入端。控制模块70输出的第一输出使能信号，经过同步模块60的作用，产生第二输出使能信号，且第二输出使能信号电性连接于输出触发器101的使能端。输出触发器101的输出端电性连接于数模转换器105，当第二输出使能信号为高电平时，输出声音存储器104中的声音输出信号可依据第一分频时钟102的频率输出至输出触发器101的输出端。数模转换器105将输出触发器101输出的具有第一频率的数字声音输出信号转换为模拟声音输出信号传递至扬声器107。在本实施例中，在数模转换器105和扬声器107之间设置有一个功率放大器106，可将转换后的模拟声音输出信号加强，满足扬声器107的功率范围。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，声音输入模块20包括麦克风202、模数转换器203、输入触发器201、第二分频时钟204、第二时钟生成模块205和输入声音存储器206。其中，麦克风202电性连接于模数转换器203，且模数转换器203电性连接于输入触发器201的信号输入端。第二分频时钟204电性连接于控制模块70，第二分频时钟204具有第二频率，且第二频率为麦克风202的采样率。第二时钟生成模块205电性连接于第二分频时钟204，可作为第二分频时钟204的一个缓冲器和时钟门控，且第二时钟生成模块205电性连接于输入触发器201的时钟输入端。控制模块70输出第一输入使能信号，经过同步模块60的作用，产生第二输入使能信号，且第二输入使能信号电性连接于输入触发器201的使能端。输入触发器201的输出端电性连接于输入声音存储器206，当第二输入使能信号为高电平时，通过麦克风202采集、并通过模数转换器203转换的声音输入信号，可以第二频率输出至输入声音存储器206中。在本实施例中，输入声音存储器206可以暂存接收到的使能信号。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，输出信号采集和采样率转换模块30包括采样触发器301、参考信号存储器302和第一采样率转换和滤波单元303。其中，采样触发器301的信号输入端电性连接与输出触发器101的输出端，采样触发器301的时钟输入端电性连接于第一时钟生成模块103的输出端，采样触发器301的使能端电性连接于第二输出使能信号，采样触发器301的输出端电性连接于参考信号存储器302。当第二输出使能信号为高电平时，采样触发器301的输出端按照第一频率输出声音输出信号，并暂存在参考信号存储器302内。第一采样率转换和滤波单元303电性连接于参考信号存储器302。且第一采样率转换和滤波单元303中设置有第一变采样滤波器，可对声音输出信号进行变采样，使得第一频率的声音输出信号变为预设频率的声音输出信号。例如可首先对声音输出信号进行上采样，再对声音输出信号进行下采样，且上采样的倍数/下采样的倍数＝第一频率/预设频率。且第一采样率转换和滤波单元303中设置有两个计数器，分别记录声音输出信号的第一上采样时钟相位，以及第一下采样滤波器相位。其中，第一上采样时钟相位为上采样后的声音输出信号与原始的声音输出信号之间的相位差，第一下采样滤波器相位为下采样后的声音输出信号与上采样后的输出信号之间的相位差。两个计数器的使能端由第一输出使能信号控制，第一变采样滤波器依据第一上采样时钟相位和第一下采样滤波器相位进行变采样，且第一变采样滤波器的变采样倍数为第一上采样时钟相位/第一下采样滤波器相位。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，输入信号采集和采样率转换模块包括第二采样率转换和滤波单元401。且第二采样率转换和滤波单元401电性连接于输入声音存储器206，且第二采样率转换和滤波单元401中设置有第二变采样滤波器，可对声音输入信号进行变采样，使得第二频率的声音输入信号变为预设频率的声音输出信号。例如可首先对声音输入信号进行上采样，再对声音输入信号进行下采样，且上采样的倍数/下采样的倍数＝第二频率/预设频率。且第二采样率转换和滤波单元401中设置有两个计数器，分别记录声音输入信号的第二上采样时钟相位，以及第二下采样滤波器相位。其中，第二上采样时钟相位为上采样后的声音输入信号与原始的声音输出信号之间的相位差，第二下采样滤波器相位为下采样后的声音输入信号与上采样后的输入信号之间的相位差。且两个计数器的使能端由第二输入使能信号控制，第二变采样滤波器依据第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位进行变采样。且第二变采样滤波器的变采样倍数为第二上采样时钟相位/第二下采样滤波器相位。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在输出信号采集和采样率转换模块30和输入信号采样率转换模块40的输出端还设置有混合存储器402。混合存储器402内存储有每个时刻的声音输入信号和声音输出信号，且声音输入信号和声音输出信号按照采样时间排列。且混合存储起的输出端电性连接于语音回音消除模块50。语音回音消除模块50中设置有自适应滤波器，可对声音输入信号和声音输出信号进行回音消除处理。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，为保证声音输入信号和声音输出信号采样时的相位相同，在音频信号处理系统设置有同步模块60。同步模块60的输入端接收控制模块70发出的第一输入使能信号和第一输出使能信号，输出端输出可使声音输入信号和声音输出信号相位相同的第二输入使能信号和第二输入使能信号。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，在同步模块60中设置有多个触发器，例如包括对第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位进行逻辑运算的第一触发器REG1和第二触发器REG2，输出第二输入使能信号的第三触发器REG3，以及输出第二输出使能信号的第四触发器REG4。且第一触发器REG1、第二触发器REG2、第三触发器REG3和第四触发器REG4的时钟输入端电性连接于总线时钟。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，第一计数器、第二计数器、第三计数器和第四计数器均电性连接于同步触发器L0，当第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位相等，且均为预设值，例如为0时，同步触发器L0输出高电平。同步触发器L0的输出端电性连接于第一触发器REG1的信号输入端，第一触发器REG1的输出端和同步触发器L0的输出端电性连接于第一与门G1，且第一与门G1与第一触发器REG1连接的输入端为低电平有效的输入端。当同步触发器L0的输出为高电平，且总线时钟没有出现上升沿时，第一触发器REG1输出低电平，第一与门G1的输出为高电平。当同步触发器L0的输出为高电平，且总线时钟出现上升沿时，第一与门G1的输出为低电平。可实现总线时钟上升沿的检测。第一与门G1的输出端电性连接于第一或门G2。第一或门G2的另一输入端电性连接于第二触发器REG2的输出端，且第一或门G2的输出端电性连接于第二触发器REG2的信号输入端。且第一输出使能信号和第一输入使能信号输入第二与门G3的输入端，且第二与门G3的输出端电性连接于第一触发器REG1和第二触发器REG2的使能端。保证只有在第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位和第二下采样滤波器相位相等，且均为预设值，例如为0时，且第一输出使能信号和第一输入使能信号均为高电平时，第二触发器REG2才有信号输出。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，第二触发器REG2的输出端电性连接于第三与门G4的一个输入端，第三与门G4的另一输入端电性连接于第四触发器REG4的输出端。第三与门G4的输出端电性连接于第二或门G6的一个输入端，第四触发器REG4的输出端电性连接于第一非门G5的输入端，第一非门G5的输出端电性连接于第二或门G6的另一个输入端。第二或门G6的输出端电性连接于第四与门G7的一个输入端，第一输入使能信号连接于第四与门G7的另一个输入端，第四与门G7的输出端电性连接于第三触发器REG3的信号输入端。使得第三触发器REG3输出的第二输使能信号的输出为：

MIC_EN_ACT＝MIC_EN&((！SPK_EN_ACT)|(SPK_EN_ACT&RisedgeFound{p,q,m,n})。

其中，MIC_EN_ACT为第二输入使能信号，MIC_EN为第一输入使能信号，SPK_EN_ACT为第二输出使能信号，m为第一上采样时钟相位、n为第一下采样滤波器相位、p为第二上采样时钟相位和q为第二下采样滤波器相位，RisedgeFound{p,q,m,n}为第二触发器的输出，当{p,q,m,n}为预设值时，RisedgeFound{p,q,m,n}为高电平，当{p,q,m,n}为非预设值时，RisedgeFound{p,q,m,n}为低电平。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，第二触发器REG2的输出端电性连接于第五与门G8的一个输入端，第五与门G8的另一输入端电性连接于第三触发器REG3的输出端。第五与门G8的输出端电性连接于第三或门G10的一个输入端，第三触发器REG3的输出端电性连接于第二非门G9的输入端，第二非门G9的输出端电性连接于第三或门G10的另一个输入端。第三或门G10的输出端电性连接于第六与门G11的一个输入端，第一输入使能信号连接于第六与门G11的另一个输入端，第六与门G11的输出端电性连接于第四触发器REG4的信号输入端。使得第四触发器REG4输出的第二输入能信号的输出为：

SPK_EN_ACT＝SPK_EN&((！MIC_EN_ACT)|(MIC_EN_ACT&RisedgeFound{p,q,m,n})。

其中，SPK_EN_ACT为第二输出使能信号，SPK_EN为第一输出使能信号，MIC_EN_ACT为第二输入使能信号，m为第一上采样时钟相位、n为第一下采样滤波器相位、p为第二上采样时钟相位和q为第二下采样滤波器相位，RisedgeFound{p,q,m,n}为第二触发器的输出，当{p,q,m,n}为预设值时，RisedgeFound{p,q,m,n}为高电平，当{p,q,m,n}为非预设值时，RisedgeFound{p,q,m,n}为低电平。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，当第一输出使能信号为高电平，第一输入使能信号为低电平时，则第二触发器REG2输出低电平。此时，第四与门G7输出低电平，则第三触发器REG3输出低电平，即第二输入使能信号为低电平。进而导致第二非门G9输出高电平，第三或门G10输出高电平，第六与门G11输出高电平，则第四触发器REG4输出高电平，即第二输出使能信号为高电平。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，当第一输出使能信号为低电平，第一输入使能信号为高电平时，则第二触发器REG2输出低电平。此时，第六与门G11输出低电平，则第四触发器REG4输出低电平，即第二输出使能信号为低电平。进而导致第一非门G5输出高电平，第二或门G6输出高电平，第四与门G7输出高电平，则第三触发器REG3输出高电平，即第二输入使能信号为高电平。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，当第一输出使能信号由低电平变为高电平，且第一输入使能信号由低电平变为高电平时，第二输出使能信号和第二输入使能信号的变化如下所述。当第一输出使能信号和第一输入使能信号为低电平时，第一触发器REG1、第二触发器REG2、第三触发器REG3和第四触发器REG4的输出均为低电平。当第一输出使能信号变为高电平，且第一输入使能信号变为高电平后，在经过下一个总线时钟后，第三触发器REG3和第四触发器REG4的输出变为高电平，即第二输出使能信号和第二输入使能信号均为高电平。于此同时，由于开始启动时，第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位、第二下采样滤波器相位的计数器相同，例如均为预设值0，同步触发器L0输出高电平。第一与门G1输出高电平，第二触发器REG2输出高电平。当第二触发器REG2输出高电平，且第一输出使能信号为高电平时，第三与门G4输出高电平，第二或门G6输出高电平，第四与门G7输出高电平，则第三触发器REG3输出高电平，则第二输入使能信号一直保持高电平。当第二触发器REG2输出高电平，且第一输入使能信号为高电平时，第五与门G8输出高电平，第三或门G10输出高电平，第六与门G11输出高电平，则第四触发器REG4输出高电平，则第二输出使能信号一直保持高电平。即当第一输出使能信号和第一输入使能信号同步由低电平变为高电平时，第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位、第二下采样滤波器相位的计数器均为预设值0(n’，m’，p’，q’)，此时，第一输出使能信号和第一输入使能信号的相位一致，第二输出使能信号和第二输入使能信号也一致，直接输出即可。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，当第一输出使能信号为高电平，且第一输入使能信号由低电平变为高电平时，第二输出使能信号和第二输入使能信号的变化如下所述。当第一输出使能信号为高电平，且第一输入使能信号为低电平时，第一触发器REG1和第二触发器REG2均输出低电平，第三触发器REG3输出低电平，第四触发器REG4输出高电平。即此时，第二输出使能信号为高电平，第二输入使能信号为低电平。当第一输入使能信号由低电平变为高电平后，若各计数器的值不相等，则同步触发器L0输出低电平，第二触发器REG2输出的仍为低电平。则第一非门G5输出低电平，第三与门G4输出低电平，第二或门G6输出低电平，则第四与门G7输出低电平，第三触发器REG3输出低电平。即第二输入使能信号仍为低电平。只有当第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位、第二下采样滤波器相位的计数器满足预设值，例如为0时，同步触发器L0输出高电平。此时，第一与门G1输出高电平，第一或门G2输出高电平，第二触发器REG2输出高电平，第三与门G4输出高电平，第二或门G6输出高电平，则第四与门G7输出高电平，第三触发器REG3输出高电平。即第二输入使能信号为高电平。即当第一输出使能信号为高电平，且第一输入使能信号由低电平变为高电平时，只有当第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位、第二下采样滤波器相位的计数器满足预设值时，第二输入使能信号才能变为高电平，实现第二输入使能信号与第二输出使能信号的相位统一。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，当第一输入使能信号为高电平，且第一输出使能信号由低电平变为高电平时，第二输入使能信号和第二输出使能信号的变化如下所述。当第一输入使能信号为高电平，且第一输出使能信号为低电平时，第一触发器REG1和第二触发器REG2均输出低电平，第三触发器REG3输出高电平，第四触发器REG4输出低电平。即此时，第二输入使能信号为高电平，第二输出使能信号为低电平。当第一输出使能信号由低电平变为高电平后，若各计数器的值不相等，则同步触发器L0输出低电平，第二触发器REG2输出的仍为低电平。则第二非门G9输出低电平，第五与门G8输出低电平，第三或门G10输出低电平，则第六与门G11输出低电平，第四触发器REG4输出低电平。即第二输出使能信号仍为低电平。只有当第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位、第二下采样滤波器相位的计数器满足预设值，例如为0时，同步触发器L0输出高电平。此时，第一与门G1输出高电平，第一或门G2输出高电平，第二触发器REG2输出高电平，第五与门G8输出高电平，第三或门G10输出高电平，则第六与门G11输出高电平，第四触发器REG4输出高电平。即第二输出使能信号为高电平。即当第一输入使能信号为高电平，且第一输出使能信号由低电平变为高电平时，只有当第一上采样时钟相位、第一下采样滤波器相位、第二上采样时钟相位、第二下采样滤波器相位的计数器满足预设值时，第二输入使能信号才能变为高电平，实现第二输出使能信号与第二输入使能信号的相位统一。

请参阅图1所示，如上述所述的同步模块60，可对来自系统的第一输出使能信号和第一输入使能信号进行逻辑运算，产生同步使能信号第二输出使能信号和第二输入使能信号，保证不管是扬声器107先起来还是麦克风202先起来，最终在启动语音回声消除启动的那个瞬间，主管采样率变化的{p,q,m,n}的计数值在每次语音回声消除启动时都是一致的。

请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在同步模块60将第一输出使能信号和第一输入使能信号同步为第二输出使能信号和第二输入使能信号后，需要对计数器进行重置处理，其中，重置后的计数器，且重置后的计数器的初始化信号为：

ini_ref＝SPK_EN_ACT&(～SPK_EN_ACT_DLY)；

ini_mic＝MIC_EN_ACT&(～MIC_EN_ACT_DLY)；

其中，～SPK_EN_ACT_DLY和～MIC_EN_ACT_DLY为设定的延时时钟循环信号，且～SPK_EN_ACT_DLY和～MIC_EN_ACT_DLY的频率远高于第一频率和第二频率。ini_ref为参考信号相关的初始化信号，ini_mic为麦克风相关的初始化信号。

在这种条件下，当SPK_EN_ACT/MIC_EN_ACT为高电平时，SPK_EN_ACT_DLY和MIC_EN_ACT_DLY仍为低电平，这表明SPK_EN_ACT有一个上升沿出现了，此时会出现一个循环的ini_ref信号。

请参阅图1所示，在本发明一具体实施例中，当扬声器采样率为48kHz，麦克风采样为25kHz，且需要统一的频率为30kHz的输出采样率时。且上电时第一上采样时钟相位的计数器值为M＝5、第一下采样滤波器相位的计数器值为N＝6、第二上采样时钟相位的计数器值为P＝5、为第二下采样滤波器相位的计数器值为Q＝8时，对所述音频信号处理系统进行仿真，当扬声器先使能，麦克风后使能时，第一输入使能信号为3800us，第二输入使能信号为16500us时同步。当麦克风先使能，扬声器后使能时，第一输出使能信号为24400us，第二输出使能信号36700us时同步。当扬声器进而麦克风同时使能时，在79600us时同步。从仿真结果可以看出，本同步模块可以把麦克风和扬声器数据的采样时刻同步在一个很小的范围里(即当计数器的值P、Q、M、N都为0)，这样可以保证任何需要做语音回声消除的时候(即扬声器和麦克风同时工作时)，有效的扬声器输入数据和麦克风输入数据总是处于同一种对齐状态中，从而保证了AEC的训练收敛结果可以重用。

综上所述，本发明提供的所述音频信号处理系统，包括用于将数字信号转换层成模拟信号的声音输出模块，采集声音信号，并将模拟信号转换成数字信号输入的声音输入模块，采集声音输出信号的输出信号采集和采样率转换模块，采集声音输入信号的输入信号采样率转换模块，输出第一输出使能信号和第一输入使能信号的控制模块，以及使得声音输出信号和声音输入信号同步的同步模块。当同步模块将声音输出信号和声音输入信号同步后，可通过语音回声消除消除语音回声，可改善语音回声消除的质量，且减少音频处理系统的功耗。