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本发明提供一种语音信号处理装置、方法、电子设备和扩音系统,涉及语音处理技术领域,其中装置包括:第一回声消除单元,用于将参考信号和语音采集装置采集的当前语音信号输入至自适应滤波器中,得到目标残留信号;第二回声消除单元,用于将目标残留信号和远端语音信号输入至预设的语音处理模型中,得到当前帧近端语音处理信号。本发明将目标残留信号通过语音处理模型进行去回声处理,由于语音处理模型是基于残留信号样本和远端语音信号样本训练得到的,而残留信号样本和目标残留信号都包括自适应滤波器未能完全消除的非线性回声等信号,所以语音处理模型能够对目标残留信号中非线性成分的回声进行消除,从而提高了语音信号处理的准确性。