專利名稱：一種適用于有噪聲環(huán)境下的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于有噪聲環(huán)境下的回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法，將傳聲器采集信號(hào)d(n)和由自適應(yīng)濾波模塊和殘留回聲抑制模塊得到的信號(hào)ep(n)分別做語音增強(qiáng)，以降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響，得到信號(hào)cUn)和epe(n)。用信號(hào)epe(n)與 de(n)的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音。
背景技術(shù)：
隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)便捷交流方式的要求越來越高，視頻會(huì)議系統(tǒng)得到了越來越多的應(yīng)用。在這類通信終端中，近端語音經(jīng)傳聲器采集后通過網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng))傳到遠(yuǎn)端，由于遠(yuǎn)端傳聲器和揚(yáng)聲器之間的耦合，使得近端語音傳回本地，形成聲學(xué)回聲。聲學(xué)回聲嚴(yán)重影響語音傳輸質(zhì)量，因此回聲抵消系統(tǒng)在視頻會(huì)議系統(tǒng)中是不可或缺的。這個(gè)問題的方法已有大量文獻(xiàn)進(jìn)行了討論，一般的回聲抵消系統(tǒng)中都會(huì)包括一個(gè)自適應(yīng)濾波器，利用該濾波器盡可能好的匹配回聲路徑所對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)。x(n)為輸入?yún)?br> 考信號(hào)，d(n)為傳聲器采集到的信號(hào)即期望響應(yīng)，自適應(yīng)濾波的目的是通過反復(fù)調(diào)整&
的權(quán)值，使得逐漸向h(n)逼近，得到包含殘留回聲δ (η)的輸出誤差信號(hào)e (η)，并通過
引入后處理濾波器來提高回聲抑制量得到回聲抑制后的信號(hào)ep (η)，具體工作流程如附圖1 所述。但在實(shí)際應(yīng)用中，近端語音會(huì)導(dǎo)致自適應(yīng)濾波誤差過大甚至發(fā)散，因此必須引入雙端說話檢測(cè)器來檢測(cè)本地信號(hào)。雙端說話檢測(cè)方法在噪聲干擾下很難保證足夠的準(zhǔn)確度，為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，本發(fā)明提出了一種新的雙端說話檢測(cè)方法。本發(fā)明的雙端說話檢測(cè)方法需要對(duì)d(n)、ep(n)分別做語音增強(qiáng)操作以降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響，經(jīng)過該語音增強(qiáng)操作得到信號(hào)de(n)、epe(n)，用信號(hào)epe(n)與de(n)的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音，以檢測(cè)結(jié)果決定自適應(yīng)濾波設(shè)備的迭代步長，保證雙端說話不被漏判，不影響自適應(yīng)收斂過程，本發(fā)明的系統(tǒng)框圖如附圖2所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種適用于有本底噪聲環(huán)境下的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法。本發(fā)明中的回聲抵消系統(tǒng)的工作環(huán)境存在本底噪聲，因此需要對(duì)d(n)、ep(η)分別做語音增強(qiáng)操作以降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響，經(jīng)過該語音增強(qiáng)操作得到信號(hào)de(n)、 epe(n)；用信號(hào)epe(n) ^de(η)的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)Α)自適應(yīng)濾波設(shè)備利用輸入?yún)⒖夹盘?hào)χ (η)與傳聲器采集到的信號(hào)d (η)調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)&的權(quán)值，盡可能好的匹配回聲路徑所對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)h (η)，得到期望響應(yīng)的估計(jì)值y(n)和包含殘留回聲δ (η)的輸出誤差信號(hào)e(n)；
B)殘留回聲抑制設(shè)備將包含在e (η)中的殘留回聲δ (η)進(jìn)一步消除，得到信號(hào) ep(η)；C)針對(duì)系統(tǒng)工作環(huán)境存在本底噪聲，，需要對(duì)d(n)和ep(n)進(jìn)行語音增強(qiáng)操作以降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響，得到語音增強(qiáng)后的信號(hào)de(n)和epe(n)；D)利用語音增強(qiáng)后信號(hào)的epe(n)與的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音；E)以檢測(cè)結(jié)果決定自適應(yīng)濾波的迭代步長，保證雙端說話不被漏判，不影響自適應(yīng)收斂過程。本發(fā)明涉及一種工作在連續(xù)較強(qiáng)本底噪聲環(huán)境下的回聲抵消系統(tǒng)中雙端說話檢測(cè)方法設(shè)備，通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)A)接收單元，接收傳聲器采集到的信號(hào)d(n)和經(jīng)過自適應(yīng)濾波設(shè)備以及殘留回聲抑制設(shè)備得到的輸出誤差信號(hào)ep(η)；B)語音增強(qiáng)單元，將信號(hào)d(n)和ep(n)分別做語音增強(qiáng)，得到抑制本底噪聲后的信號(hào) de(n)和 epe(n)；C)計(jì)算單元，計(jì)算epe(n)和c^n)的能量比值的開方得到參數(shù)h ；D)檢測(cè)單元，利用h值所處的范圍檢測(cè)當(dāng)前狀態(tài)是否為雙端說話。E)調(diào)整單元，以檢測(cè)單元結(jié)果決定自適應(yīng)濾波設(shè)備的迭代步長，保證雙端說話不被漏判，不影響自適應(yīng)收斂過程。
四

圖1是回聲抵消系統(tǒng)中自適應(yīng)濾波和后處理工作框圖。圖2是回聲抵消系統(tǒng)中自適應(yīng)濾波、后處理、雙端說話檢測(cè)工作框圖。圖3是本發(fā)明提供的雙端說話檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施流程示意圖。圖4為本發(fā)明提供的雙端說話檢測(cè)方法實(shí)施的一個(gè)信號(hào)處理流程示意圖。圖5為本發(fā)明提供的雙端說話檢測(cè)設(shè)備的一個(gè)實(shí)施流程示意圖。圖6為本發(fā)明中的回聲抵消系統(tǒng)工作流程示意圖。圖7為本發(fā)明按照附圖6所述流程工作后得到的一組波形圖。五、具體實(shí)施下面通過實(shí)例參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。附圖3為本發(fā)明提供的雙端說話檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施流程示意圖，該實(shí)例實(shí)施包括以下步驟Sl 自適應(yīng)濾波設(shè)備利用輸入?yún)⒖夹盘?hào)χ (η)與傳聲器采集到的信號(hào)d(n)調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)的權(quán)值，盡可能好的匹配回聲路徑所對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)h (η)，得到期望響應(yīng)的估計(jì)值y(n)和包含殘留回聲δ (η)的輸出誤差信號(hào)e(n)；S2 殘留回聲抑制設(shè)備將包含在e (η)中的殘留回聲δ (η)進(jìn)一步消除，得到信號(hào) ep(η)；S3 針對(duì)系統(tǒng)工作環(huán)境存在的本底噪聲，需要對(duì)d(n)和ep(n)進(jìn)行語音增強(qiáng)操作以降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響，得到語音增強(qiáng)后的信號(hào)《(η)和epe(n)；S4 利用語音增強(qiáng)后信號(hào)的epe(n)與de(n)的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音；S5 以檢測(cè)結(jié)果決定自適應(yīng)濾波設(shè)備的迭代步長，保證雙端說話不被漏判，不影響自適應(yīng)收斂過程。為了防止語音增強(qiáng)濾波結(jié)果變化過大導(dǎo)致的塊效應(yīng)，需要對(duì)后處理結(jié)果進(jìn)行交迭累加平滑處理，附圖4為本發(fā)明提供的雙端說話檢測(cè)方法實(shí)施的一個(gè)信號(hào)處理流程示意圖。χ (η)為輸入?yún)⒖夹盘?hào)，d(n)為傳聲器采集到的信號(hào)即期望響應(yīng)，h (η)為回聲路徑的沖激響應(yīng)，& )為全頻帶自適應(yīng)濾波器系數(shù)，自適應(yīng)濾波設(shè)備通過反復(fù)調(diào)整的權(quán)值，
使得逐漸向h(n)逼近，得到輸出誤差信號(hào)e (η) = d(η)-y (η)，殘留回聲抑制設(shè)備將包
含在e(n)中的殘留回聲δ (η)進(jìn)一步消除，得到信號(hào)ep(η)，以上所述變量均是時(shí)域信號(hào)；將d (η)和ep (η)以50 %交疊構(gòu)成幀信號(hào)d (m)和ep (m)，一幀為M點(diǎn)，對(duì)d (m)和 ep(m)進(jìn)行語音增強(qiáng)操作，得到抑制本底噪聲后的信號(hào)幀信號(hào)de(m)和epe(m)；對(duì)幀信號(hào)de (m)和epe (m)分別加hamming窗平滑，對(duì)齊相加，重構(gòu)后處理后的時(shí)域序列 de (η)和 epe (η)。分別由公式⑴、⑵計(jì)算表征語音增強(qiáng)后的信號(hào)epe(n)與de(n)每Μ/2點(diǎn)能量總和的變量Pe和Pd:
權(quán)利要求
1.一種適用于有噪聲環(huán)境的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法，其特征在于A)自適應(yīng)濾波模塊利用輸入?yún)⒖夹盘?hào)χ(η)與傳聲器采集到的信號(hào)d(n)調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)的權(quán)值，盡可能好的匹配回聲路徑所對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)h (η)，得到期望響應(yīng)的估計(jì)值 y(n)和包含殘留回聲δ (η)的輸出誤差信號(hào)e(n)；B)殘留回聲抑制設(shè)備將包含在e(n)中的殘留回聲δ(η)進(jìn)一步消除，得到信號(hào) ep(η)；C)針對(duì)系統(tǒng)工作環(huán)境存在的本底噪聲，需要對(duì)d(η)和ep(n)進(jìn)行語音增強(qiáng)操作以降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響，得到語音增強(qiáng)后的信號(hào)de(n)和epe(n)；D)利用語音增強(qiáng)后的信號(hào)epe(η)與de(n)的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音；E)以檢測(cè)結(jié)果決定自適應(yīng)濾波的迭代步長，保證雙端說話不被漏判，不影響自適應(yīng)收斂過程。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于有噪聲環(huán)境的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法，其特征在于將語音增強(qiáng)后信號(hào)與傳聲器采集到的信號(hào)de(n)以50%交疊構(gòu)成幀信號(hào) epe (m)與de (m)，計(jì)算表征每幀能量總和的變量Pe和pd，并根據(jù)前一時(shí)刻是否處在雙端說話狀態(tài)選擇合適的幀能量平滑因子得到Pes和Pds，由Pes和Pds利用公式A = Λ ~計(jì)算得到參數(shù)h檢測(cè)是否存在近端語音。
3.如權(quán)利要求1所述的適用于有噪聲環(huán)境的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法的一種工作在連續(xù)較強(qiáng)本底噪聲環(huán)境下的回聲抵消系統(tǒng)中雙端說話的檢測(cè)設(shè)備，其特征在于A)接收單元，接收傳聲器采集到的信號(hào)d(n)和經(jīng)過自適應(yīng)濾波設(shè)備以及殘留回聲抑制設(shè)備得到的輸出誤差信號(hào)ep(η)；B)語音增強(qiáng)單元，將信號(hào)d(η)和ep(n)分別做語音增強(qiáng)，得到抑制本底噪聲后的信號(hào) de (η)和 epe (η)；C)計(jì)算單元，計(jì)算 >)和d>)的能量比值的開方得到參數(shù)h;D)檢測(cè)單元，利用h值所處的范圍檢測(cè)當(dāng)前狀態(tài)是否為雙端說話。E)調(diào)整單元，以檢測(cè)單元結(jié)果決定自適應(yīng)濾波設(shè)備的迭代步長，保證雙端說話不被漏判，不影響自適應(yīng)收斂過程。
4.如權(quán)利要求1所述的適用于有噪聲環(huán)境的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法，其特征在于采用上述雙端說話檢測(cè)方法，聲回聲抵消系統(tǒng)的輸出可靈活選擇，既可以是語音增強(qiáng)前的信號(hào)ep (η)，也可以是語音增強(qiáng)后的信號(hào)epe(n)。如果選擇ep(η)，則輸出端本底噪聲也可得到抑制，但語音增強(qiáng)需要兼顧語音音質(zhì)；如果選擇epe (η)，則語音增強(qiáng)操作完全以消除本底噪聲對(duì)雙端說話的影響為目的，在不兼顧語音音質(zhì)的前提下可更徹底的消除本底噪聲，有助于進(jìn)一步提升雙端說話檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于有噪聲環(huán)境的聲回聲抵消系統(tǒng)雙端說話檢測(cè)方法。包括自適應(yīng)濾波模塊利用輸入?yún)⒖夹盘?hào)x(n)與傳聲器采集到的信號(hào)d(n)得到輸出誤差信號(hào)e(n)；通過殘留回聲抑制模塊將包含在e(n)中的殘留回聲δ(n)進(jìn)一步消除，得到信號(hào)ep(n)；針對(duì)系統(tǒng)工作環(huán)境存在的本底噪聲，對(duì)信號(hào)d(n)、ep(n)分別進(jìn)行語音增強(qiáng)操作得到信號(hào)de(n)、epe(n)，降低本底噪聲對(duì)雙端說話檢測(cè)的影響；利用語音增強(qiáng)后信號(hào)的epe(n)與de(n)的能量比值檢測(cè)是否存在近端語音。本發(fā)明還公開實(shí)施該算法的設(shè)備，通過本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以在連續(xù)較強(qiáng)本底噪聲環(huán)境下準(zhǔn)確的檢測(cè)是否存在近端語音。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102300014SQ20111026620
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者盧晶, 張姮李子, 邱小軍, 陳鍇 申請(qǐng)人:南京大學(xué)