專利名稱：回聲消除器、回聲消除方法及其雙端通話檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)中的回聲消除系統(tǒng)、回聲消除方法及其雙端通話檢測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種將雙端通話檢測(cè)器(Doubletalk Detector，DTD)與線性預(yù)測(cè)編碼(LPC)聲碼器結(jié)合的回聲消除器、回聲消除方法及其雙端通話檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年來，由于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)電話和視頻會(huì)議等VoIP(Voice overInternet Protocol)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得回聲消除成為語音通信中一種不可缺少的重要模塊。如圖1所示，目前解決這一問題最有效的方法是采用自適應(yīng)濾波器來構(gòu)造聲學(xué)回聲抵消器，通過自適應(yīng)濾波的調(diào)整來模擬回聲路徑，使其沖激響應(yīng)與實(shí)際回聲路徑相逼近，從而得到回聲預(yù)測(cè)信號(hào)，再將預(yù)測(cè)信號(hào)從近端采樣的語音信號(hào)中減去，即可實(shí)現(xiàn)回聲抵消。
當(dāng)近端語音不存在，并且環(huán)境噪聲可以忽略時(shí)，自適應(yīng)濾波器可以很快地收斂，逼近真實(shí)回聲路徑，回聲被很好地消除。當(dāng)近端語音和遠(yuǎn)端語音同時(shí)存在時(shí)，也就是“雙端通話”(Double-talk，DT)情況時(shí)，近端語音相對(duì)于自適應(yīng)濾波器來說，是一個(gè)不相關(guān)的噪聲，使得自適應(yīng)濾波器變得發(fā)散?；芈暡荒鼙煌耆?，而發(fā)送至遠(yuǎn)端，使得通話質(zhì)量惡化。因此，當(dāng)近端語音存在時(shí)，濾波器的自適應(yīng)過程應(yīng)該變緩或停止系數(shù)更新，而這正是雙端通話檢測(cè)器(DTD)所起的作用。
由于聲學(xué)環(huán)境的特殊性以及不定性，DTD的性能也受到很大影響。當(dāng)回聲路徑發(fā)生改變時(shí)，DTD容易將其誤判為雙端通話的情況，而停止系數(shù)更新，使得濾波器不能快速地跟蹤回聲路徑的變化，而趨于更加發(fā)散。另外，當(dāng)背景噪聲相對(duì)較大時(shí)，DTD也容易將其誤判為近端語音。因此，一個(gè)好的DTD不僅要有較低的誤報(bào)概率和漏報(bào)概率，而且應(yīng)該能正確區(qū)分雙端通話和回聲路徑改變兩種情況。在實(shí)際中，回聲消除以及DT檢測(cè)方法都是應(yīng)用在存儲(chǔ)空間以及功耗有限的數(shù)字信號(hào)處理器上。當(dāng)DT檢測(cè)方法的計(jì)算復(fù)雜度太高或者消耗存儲(chǔ)空間過大時(shí)，不僅帶來資源的占用和功耗的增加，而且引起方法的顯著延遲，不利于實(shí)時(shí)處理。
DT檢測(cè)在回聲消除中具有至關(guān)重要的作用，現(xiàn)有的各種DT檢測(cè)方法總的可分為三類基于能量的檢測(cè)、基于相關(guān)性的檢測(cè)和基于回聲路徑的檢測(cè)。基于能量的檢測(cè)，如Geigel方法、短時(shí)能量比較法等此類方法計(jì)算簡(jiǎn)單，但誤判率較高；基于相關(guān)性的檢測(cè)，如互相關(guān)方法、迭代最大長度相關(guān)(IMLC)等此類方法判別較為準(zhǔn)確，但計(jì)算復(fù)雜度高，并且閾值的選取與實(shí)驗(yàn)條件密切相關(guān)；基于回聲路徑的檢測(cè)，如估計(jì)喇叭沖激響應(yīng)(LIME)、可變沖激響應(yīng)(VIRE)等此類方法計(jì)算量有所降低，但在回聲路徑改變時(shí)性能變差，當(dāng)近端語音功率較小時(shí)，漏報(bào)概率大。上述方法中，歸一化互相關(guān)(Normalized Cross-correlation)方法對(duì)回聲路徑變化不敏感，判別較為準(zhǔn)確，但其計(jì)算量太大。
目前語音壓縮編碼主要是基于線性預(yù)測(cè)編碼(linear prediction coding，LPC)原理。LPC是最基本的參數(shù)編碼方式，并由此衍生出了MELP(混合激勵(lì)LPC)、CELP(碼本激勵(lì)LPC)、VSELP(矢量和激勵(lì)LPC)、MBE-LPC(多帶激勵(lì)LPC)、MPE-LPC(多脈沖激勵(lì)LPC)及RPE-LPC(規(guī)則脈沖激勵(lì)LPC)等混合編碼模型。因此，VoIP常用的語音編解碼器大多基于LPC原理。如ITU-T G.729、G.723.1、GSM-EFR，GSM-AMR、TDMA95、CDMA97等都是基于ACELP(代數(shù)激勵(lì)CELP)；G.728基于LD-CELP(短時(shí)延激勵(lì)CELP)；GSM-FR基于RPE-LTP(長期預(yù)測(cè)RPE-LPC)；CDMA93基于QCELP(QualComm CELP)；GSM-HR、TDMA90基于VSELP；iLBC基于BELPC(Block-Extracted LPC)等?；贚PC的各種聲碼器只是激勵(lì)源的生成方法不同，但語音合成模型都是一樣的，圖2是基于LPC的聲碼器解碼端的語音合成模型。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的DT檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度高并且存儲(chǔ)空間消耗大的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種與LPC聲碼器結(jié)合的DT檢測(cè)器，進(jìn)而降低檢測(cè)方法的計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間消耗，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度和可靠性。本發(fā)明的DT檢測(cè)器可應(yīng)用于基于LPC聲碼器的通信終端、VoIP語音通信網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信等多種應(yīng)用場(chǎng)合。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的DT檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度高并且存儲(chǔ)空間消耗大的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種回聲消除器，該回聲消除器包括用于將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)的線性預(yù)測(cè)解碼器；用于接收線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)和殘差信號(hào)并根據(jù)線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)對(duì)殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理以產(chǎn)生去相關(guān)殘差信號(hào)的去相關(guān)濾波器；用于對(duì)短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量的雙端通話檢測(cè)器；用于接收遠(yuǎn)端語音信號(hào)以及歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量并生成估計(jì)回聲信號(hào)的自適應(yīng)濾波器；用于接收麥克風(fēng)輸入信號(hào)和估計(jì)回聲信號(hào)并從麥克風(fēng)輸入信號(hào)中減去估計(jì)回聲信號(hào)以生成殘差信號(hào)的減法器。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，麥克風(fēng)輸入信號(hào)包括遠(yuǎn)端語音信號(hào)經(jīng)實(shí)際回聲路徑產(chǎn)生的實(shí)際回聲和近端語音。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，麥克風(fēng)輸入信號(hào)進(jìn)一步包括背景噪音。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，自適應(yīng)濾波器根據(jù)歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量對(duì)自適應(yīng)濾波系數(shù)進(jìn)行選擇性更新。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的DT檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度高并且存儲(chǔ)空間消耗大的技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是提供一種回聲消除方法，該回聲消除方法包括a.利用線性預(yù)測(cè)解碼器將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)；b.利用去相關(guān)濾波器根據(jù)線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)對(duì)殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理以產(chǎn)生去相關(guān)殘差信號(hào)；c.利用雙端通話檢測(cè)器對(duì)短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量；d.根據(jù)歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量選擇性更新自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)濾波系數(shù)并利用自適應(yīng)濾波器將遠(yuǎn)端語音信號(hào)轉(zhuǎn)換成估計(jì)回聲信號(hào)；e.利用減法器從麥克風(fēng)輸入信號(hào)中減去估計(jì)回聲信號(hào)以生成殘差信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，麥克風(fēng)輸入信號(hào)包括遠(yuǎn)端語音信號(hào)經(jīng)實(shí)際回聲路徑產(chǎn)生的實(shí)際回聲和近端語音。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，麥克風(fēng)輸入信號(hào)進(jìn)一步包括背景噪音。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，步驟d包括當(dāng)歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量小于預(yù)定閾值時(shí)停止自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，步驟d包括自適應(yīng)濾波器根據(jù)殘差信號(hào)對(duì)自適應(yīng)濾波系數(shù)進(jìn)行更新。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的DT檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度高并且存儲(chǔ)空間消耗大的技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是提供一種雙端通話檢測(cè)系統(tǒng)，其包括雙端通話檢測(cè)器；用于將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)的線性預(yù)測(cè)解碼器；以及用于接收所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)和殘差信號(hào)并根據(jù)所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)對(duì)所述殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理以產(chǎn)生去相關(guān)殘差信號(hào)的去相關(guān)濾波器；其中所述雙端通話檢測(cè)器將所述短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和所述去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理，以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過對(duì)遠(yuǎn)端語音信號(hào)和殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)后再進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理來檢測(cè)雙端通話情況的存在，顯著降低了雙端通話檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度并且存儲(chǔ)空間消耗。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中聲學(xué)回聲消除器的示意框圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中基于LPC的聲碼器解碼端的語音合成模型； 圖3是本發(fā)明的回聲消除器的示意框圖； 圖4是仿真測(cè)試過程所使用的回聲路徑?jīng)_激響應(yīng)的示意圖； 圖5是各雙端通話檢測(cè)方法的性能曲線對(duì)比圖； 圖6是近端和遠(yuǎn)端語音樣本的示意圖； 圖7是雙端通話和回聲路徑改變時(shí)檢測(cè)性能對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
本發(fā)明基于歸一化互相關(guān)原理，為了降低其計(jì)算復(fù)雜度，通過與聲碼器的結(jié)合，增加了去相關(guān)處理的功能。
如圖1所示，在傳統(tǒng)的聲學(xué)回聲消除器中，遠(yuǎn)端語音x(n)通過回聲路徑H產(chǎn)生實(shí)際回聲y(n)，與近端語音v(n)和環(huán)境噪聲n(n)相疊加后成為麥克風(fēng)輸入信號(hào)d(n)。自適應(yīng)濾波器不斷地調(diào)整自適應(yīng)濾波系數(shù)w(n)，產(chǎn)生估計(jì)回聲信號(hào)路徑

將估計(jì)回聲信號(hào)

從近端信號(hào)d(n)中減去，得到殘差信號(hào)e(n)。e(n)被發(fā)送至遠(yuǎn)端，同時(shí)用來更新自適應(yīng)濾波器的系數(shù)。
假定實(shí)際回聲路徑H為N階沖激響應(yīng)。輸入信號(hào)向量X(n)，N階估計(jì)回聲信號(hào)路徑

相應(yīng)定義如下 H＝[h0，h1，........，hN]T(1) X(n)＝[x(n)，x(n-1)，.......，x(n-N+1)]T(2) 實(shí)際回聲y(n)＝HTX(n) (4) 估計(jì)回聲信號(hào) 近端信號(hào)d(n)＝HTX(n)+v(n)+n(n)(6) 將估計(jì)回聲信號(hào)

從近端信號(hào)d(n)中減去，得到殘差信號(hào)e(n)。令則 由圖2可知 將(8)式變換可得 其中，p(0)＝1，p(i)＝-a(i)，為LP合成濾波器系數(shù)。M為階數(shù)，一般為10。
參見圖3，是本發(fā)明的回聲消除器的示意框圖。在本實(shí)施例中，解碼器接收來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流，然后解碼成遠(yuǎn)端信號(hào)x(n)。同時(shí)，從解碼的過程中可以直接提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)u(n)和用于對(duì)殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)的LP系數(shù)a(i)。短時(shí)激勵(lì)信號(hào)u(n)作為x(n)的去相關(guān)信號(hào)，利用去相關(guān)濾波器根據(jù)去相關(guān)的LP系數(shù)a(i)對(duì)殘差信號(hào)e(n)進(jìn)行去相關(guān)處理，其結(jié)果ef(n)為去相關(guān)殘差信號(hào)，去相關(guān)殘差信號(hào)ef(n)與短時(shí)激勵(lì)信號(hào)u(n)輸入到DTD進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理，產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量，并與閾值進(jìn)行比較，以判斷DT情況的存在，控制自適應(yīng)濾波器的更新，即當(dāng)歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量小于預(yù)定閾值時(shí)，則認(rèn)為存在“雙端通話”，此時(shí)停止自適應(yīng)濾波器的更新。
其具體分析過程如下 假定背景噪聲n(n)忽略不計(jì)，由(7)式有 計(jì)算X(n)和e(n)之間的互相關(guān)向量， rxe＝E[X(n)e(n)]＝E[X(n)XT(n)Δh+X(n)v(n)]＝RXXΔh(11) 其中RXX＝E[X(n)XT(n)]為自相關(guān)矩陣，v(n)與X(n)不相關(guān)。
e(n)方差 當(dāng)近端語音v(n)＝0時(shí)， (13) 以(11)式代入(13)式，可得 以σr2/σe2并取其平方根，可得傳統(tǒng)方法中的歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量， 代入(12)，(13)式，可得 可以看出，當(dāng)v(n)＝0時(shí)，ξ(n)對(duì)回聲路徑的變化Δh不敏感。
當(dāng)X(n)為白化(去相關(guān))的信號(hào)時(shí)，有I為對(duì)角陣。因此，通過對(duì)x(n)和e(n)自適應(yīng)去相關(guān)，可以顯著的降低歸一化互相關(guān)方法的計(jì)算量。
采用L階FIR濾波器對(duì)x(n)和e(n)進(jìn)行去相關(guān)，f(i)為去相關(guān)濾波器系數(shù)。
對(duì)比可知(17)(18)式與(9)式具有相同的形式。因此，通過與LPC聲碼器的結(jié)合，短時(shí)激勵(lì)信號(hào)u(n)正好為所需的去相關(guān)信號(hào)xf(n)，p(i)正好是所需要的去相關(guān)系數(shù)f(i)。
因此，xf(n)＝u(n)， 由(15)式，檢測(cè)變量可以簡(jiǎn)化為 當(dāng)v(n)＝0時(shí)，ξ(n)＞T，v(n)≠0時(shí)，ξ(n)＜T，T為0到1之間的常數(shù)閾值。
對(duì)于互相關(guān)向量rxfef，方差σxf2，σef2通?？捎眉哟捌骄鶃砉烙?jì)，K為窗口長度 為了降低其計(jì)算復(fù)雜度，如rxfef的直接計(jì)算是不允許的，可采用遞歸的方法 或采用加遺忘因子λ，λ∈(0.9，1)。
在計(jì)算復(fù)雜度上，未進(jìn)行去相關(guān)處理時(shí)，歸一化互相關(guān)方法(15)式，當(dāng)采用遺忘值計(jì)算時(shí)，RXX-1的計(jì)算至少需2N2次乘法，再加上rxe的N次乘法，以及檢測(cè)變量ξ(n)的N2+N次乘法，共需3N2+2N次乘法。而采用加窗遞歸的方法時(shí)，則需4N2+3N次乘法。N為自適應(yīng)濾波器階數(shù)，一般為幾百，可見其計(jì)算量是相當(dāng)驚人的。當(dāng)采用去相關(guān)的方法后，由于去相關(guān)的遠(yuǎn)端信號(hào)xf(n)和LP系數(shù)p(i)可直接從濾波器中取得，對(duì)殘差信號(hào)e(n)去相關(guān)需M次乘法。采用遺忘值計(jì)算時(shí)，rxfef需N次乘法，ξ(n)需N次乘法，計(jì)算復(fù)雜度為2N+M。而采用加窗遞歸的方法時(shí)，rxfef需2N次乘法，ξ(n)需N次乘法，計(jì)算復(fù)雜度為3N+M?？梢钥闯?，通過與LPC聲碼器的結(jié)合，歸一化互相關(guān)方法的計(jì)算復(fù)雜度明顯降低。
在存儲(chǔ)消耗上，當(dāng)采用遺忘值計(jì)算時(shí)，歸一化互相關(guān)方法至少需要2N2+2N個(gè)內(nèi)存空間，采用加窗遞歸的方法時(shí)，則需3N2+4N+2K個(gè)內(nèi)存空間，K為估計(jì)窗口長度，一般為幾百。當(dāng)采用去相關(guān)的方法后，用遺忘值計(jì)算時(shí)，至少需要2N個(gè)內(nèi)存空間，采用加窗遞歸的方法時(shí)，則需4N+2K+M個(gè)內(nèi)存空間。可以看出，通過與LPC聲碼器的結(jié)合，歸一化互相關(guān)方法的所消耗的存儲(chǔ)空間也明顯降低。
仿真測(cè)試結(jié)合ITU-T G.729聲碼器。仿真使用如圖4所示的室內(nèi)沖激響應(yīng)H1、H2，采樣率fs＝8000，長度N＝512。在自適應(yīng)濾波器為收斂的情況下，模擬DT檢測(cè)方法的性能，濾波器失調(diào)值設(shè)為-30dB。背景噪聲為功率-60dB的高斯白噪聲。估計(jì)窗口長度K＝1200，遺忘因子λ＝0.9995。檢測(cè)保持時(shí)間為30ms。衡量性能的參數(shù)如下 誤報(bào)概率Pf＝P(ξ(n)＜T|Γ0) 漏報(bào)概率Pm＝1-P(ξ(n)＜T|Г1)(32) 其中，T為閾值，Г0表示近端語音不存在時(shí)，Г1表示近端語音存在。一個(gè)好的DT檢測(cè)方法應(yīng)使Pf、Pm值同時(shí)達(dá)到最小，而實(shí)際上這是互相矛盾的。因此，選取在Pf為0.1時(shí)，使Pm達(dá)到最小為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。仿真結(jié)果與以下兩種方法進(jìn)行比較 1、基于遠(yuǎn)端信號(hào)和近端信號(hào)的歸一化互相關(guān)DT檢測(cè)方法 2、對(duì)遠(yuǎn)端信號(hào)和近端信號(hào)去相關(guān)后的歸一化互相關(guān)DT檢測(cè)方法 圖5為誤報(bào)概率Pf＝0.1時(shí)各DT檢測(cè)方法的Pm性能曲線對(duì)比，Pm值隨著近端語音與遠(yuǎn)端語音的功率比NFR(σv/σx)在一定范圍內(nèi)變化。其中本文提出的方法命名為PwNCR-xe，(15)式的方法命名為NCR-xe，(34)式的方法命名為PwNCR-xy，(33)式的方法命名為NCR-xy。從圖中可以看出，本文提出的方法在NFR變化的較大范圍內(nèi)檢測(cè)性能均優(yōu)于上述各種方法。
圖6為時(shí)長6.1秒的遠(yuǎn)端和近端語音樣本，其中在第3秒時(shí)回聲路徑由H1變?yōu)镠2。圖7為相應(yīng)的DT檢測(cè)圖，其中‘1’表示有DT發(fā)生，‘0’表示不發(fā)生，仿真所結(jié)合的自適應(yīng)方法為去相關(guān)的NLMS方法。從圖中可以看出，本文提出的方法PwNCR-xe對(duì)回聲路徑的變化不敏感，具備較好的DT檢測(cè)性能。
本發(fā)明提出的雙端通話檢測(cè)器方法和結(jié)構(gòu)具有較低的計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間消耗，在誤報(bào)概率和漏報(bào)概率方面與其它雙端通話檢測(cè)方法相比都有顯著的提高和改善，對(duì)于回聲路徑改變和雙端通話兩種情況能正確地進(jìn)行區(qū)分和判斷，具有良好的檢測(cè)性能。由于其與基于LPC原理的聲碼器相結(jié)合，具有較廣的應(yīng)用范圍，適用于目前廣泛使用的采用LPC聲碼器的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和終端。
權(quán)利要求
1.一種回聲消除器，所述回聲消除器包括
用于將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)的線性預(yù)測(cè)解碼器；
用于接收所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)和殘差信號(hào)并根據(jù)所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)對(duì)所述殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理以產(chǎn)生去相關(guān)殘差信號(hào)的去相關(guān)濾波器；
用于對(duì)所述短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和所述去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量的雙端通話檢測(cè)器；
用于接收所述遠(yuǎn)端語音信號(hào)以及所述歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量并生成估計(jì)回聲信號(hào)的自適應(yīng)濾波器；
用于接收麥克風(fēng)輸入信號(hào)和所述估計(jì)回聲信號(hào)并從所述麥克風(fēng)輸入信號(hào)中減去所述估計(jì)回聲信號(hào)以生成所述殘差信號(hào)的減法器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于所述麥克風(fēng)輸入信號(hào)包括所述遠(yuǎn)端語音信號(hào)經(jīng)實(shí)際回聲路徑產(chǎn)生的實(shí)際回聲和近端語音。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回聲消除器，其特征在于所述麥克風(fēng)輸入信號(hào)進(jìn)一步包括背景噪音。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回聲消除器，其特征在于所述自適應(yīng)濾波器根據(jù)所述歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量對(duì)自適應(yīng)濾波系數(shù)進(jìn)行選擇性更新。
5.一種回聲消除方法，所述回聲消除方法包括
a.利用線性預(yù)測(cè)解碼器將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)；
b.利用去相關(guān)濾波器根據(jù)所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)對(duì)殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理以產(chǎn)生去相關(guān)殘差信號(hào)；
c.利用雙端通話檢測(cè)器對(duì)所述短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和所述去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量；
d.根據(jù)所述歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量選擇性更新自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)濾波系數(shù)并利用所述自適應(yīng)濾波器將所述遠(yuǎn)端語音信號(hào)轉(zhuǎn)換成估計(jì)回聲信號(hào)；
e.利用減法器從麥克風(fēng)輸入信號(hào)中減去所述估計(jì)回聲信號(hào)以生成所述殘差信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回聲消除方法，其特征在于所述麥克風(fēng)輸入信號(hào)包括所述遠(yuǎn)端語音信號(hào)經(jīng)實(shí)際回聲路徑產(chǎn)生的實(shí)際回聲和近端語音。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回聲消除方法，其特征在于所述麥克風(fēng)輸入信號(hào)進(jìn)一步包括背景噪音。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回聲消除方法，其特征在于所述步驟d包括當(dāng)所述歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量小于預(yù)定閾值時(shí)停止所述自適應(yīng)濾波系數(shù)的更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回聲消除方法，其特征在于所述步驟d包括所述自適應(yīng)濾波器根據(jù)所述殘差信號(hào)對(duì)所述自適應(yīng)濾波系數(shù)進(jìn)行更新。
10.一種雙端通話檢測(cè)系統(tǒng)，包括雙端通話檢測(cè)器，其特征在于進(jìn)一步包括用于將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)的線性預(yù)測(cè)解碼器；以及用于接收所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)和殘差信號(hào)并根據(jù)所述線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)對(duì)所述殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理以產(chǎn)生去相關(guān)殘差信號(hào)的去相關(guān)濾波器；其中，所述雙端通話檢測(cè)器將所述短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和所述去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理，以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回聲消除器、回聲消除方法及其雙端通話檢測(cè)系統(tǒng)，其中回聲消除器利用線性預(yù)測(cè)解碼器將來自網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)流解碼成遠(yuǎn)端語音信號(hào)并提取短時(shí)激勵(lì)信號(hào)以及線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)，根據(jù)線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)利用去相關(guān)濾波器對(duì)殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)處理，并利用雙端通話檢測(cè)器對(duì)短時(shí)激勵(lì)信號(hào)和去相關(guān)殘差信號(hào)進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理以產(chǎn)生歸一化互相關(guān)檢測(cè)變量，由此檢測(cè)雙端通話的存在情況，進(jìn)而控制自適應(yīng)濾波器的更新。本發(fā)明通過對(duì)遠(yuǎn)端語音信號(hào)和殘差信號(hào)進(jìn)行去相關(guān)后再進(jìn)行歸一化互相關(guān)處理來檢測(cè)雙端通話情況的存在，顯著降低了雙端通話檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度以及存儲(chǔ)空間消耗。
文檔編號(hào)H04B3/23GK101106405SQ200610061678
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者胡海軍, 林茫茫, 揮 李, 張軍生, 張志軍, 陳慕羿, 偉 何, 王智韜, 張政操, 馬建設(shè) 申請(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院