專利名稱：用于語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通訊領(lǐng)域內(nèi)的一種語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器，可以極大的提高語音增強(qiáng)系統(tǒng)的效率和降低其使用成本。
背景技術(shù)：
在移動通訊中，由于手機(jī)終端具有方便的移動性，這樣導(dǎo)致手機(jī)終端的通話環(huán)境非常復(fù)雜，各種各樣的噪聲，如公路上的汽車帶來的噪聲，大風(fēng)帶來的噪聲，地鐵的噪聲，公共汽車中的噪聲，各種各樣的電噪聲，如編碼噪聲，混合電路帶來的噪聲，等待。這些噪聲會對語音質(zhì)量帶來很大幅度的下降。目前處理這些噪聲的技術(shù)包含有，噪聲消除技術(shù)(NR，Noise Reduction)，噪聲補(bǔ)償技術(shù)(NC，Noise Compensation)，自動增益控制(AGC，Automatic GainControl)，聲學(xué)回聲控制(AEC，Acoustics Echo Control)等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)目前均有成熟的算法和模塊器件。但是系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)，有截然不同的構(gòu)成方案。
在先技術(shù)的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)方式是針對每一路通話，不管這路電話有沒有環(huán)境和噪聲均需通過NR，NC，AGC，和AEC的處理。但是在實(shí)際的通話中，并非每路電話均會有環(huán)境噪聲的影響。按照移動通訊的目前調(diào)查，通常在嘈雜環(huán)境中通電話的比例在20％-30％左右。所以還有70％-80％的通話過程中不需要對其進(jìn)行噪音處理。同時(shí)由于NR，NC，AGC，AEC等功能均通過數(shù)字信號處理器(DSP，Digital Signal Processor)的處理。目前多用T1公司的6000系列的DSP處理。那么，所帶來的直接問題就是器件成本，生產(chǎn)成本大幅度增加。單純按照NR，NC，AGC，AEC的幾個(gè)功能所需要的器件成本而言，就要增加80％-90％，同時(shí)對一路本來就沒有環(huán)境噪聲影響的話路進(jìn)行處理后，反而會降低話音質(zhì)量。另外還有上述這幾個(gè)功能所需要的專利許可費(fèi)用也是相當(dāng)可觀的。綜合而言，按照在先技術(shù)這種對每一路通話無論有否噪聲均采用NR，NC，AGC，AEC這幾個(gè)功能處理的方式，語音增強(qiáng)系統(tǒng)的系統(tǒng)成本會是大幅度地增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在于通過增加一種檢測和預(yù)判處理器，判斷該路電話是否含有噪聲以及噪聲強(qiáng)度的大小，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的門限值(閾值)，進(jìn)行比較后再通過交換模塊；交換到語音增強(qiáng)處理模塊或直接輸出語音信號，將大幅度的降低成本，包括器件成本，生產(chǎn)成本，專利費(fèi)用等。并能夠保證語音的質(zhì)量。
本發(fā)明的用于語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器，它包括輸入接口模塊，輸出接口模塊，連接于輸入接口模塊和輸出接口模塊之間的話路交換模塊，連接在輸入接口模塊與話路交換模塊之間的噪聲預(yù)判模塊，以及與話路交換模塊相連接的語音增強(qiáng)處理模塊。
所述的輸入和輸出二個(gè)傳輸接口模塊可以是電口或者光口，如E1接口，同步數(shù)字序列(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)光口，E3接口等等時(shí)分多路(TDM，Time Division Multiplex)的傳輸接口。該傳輸模塊可以采用現(xiàn)有的任何一個(gè)成熟的傳輸接口模塊方式來實(shí)現(xiàn)。該模塊的功能就是完成話音在語音增強(qiáng)系統(tǒng)中的入口和出口。
所述的噪聲預(yù)判模塊用于檢測每一路電話中的環(huán)境噪聲大小，同時(shí)控制話音的交換方式，控制語音交換模塊的交換功能。該模塊利用數(shù)字信號處理器(DSP)現(xiàn)有的成熟模塊及其算法，該預(yù)判模塊的噪聲閥值可以根據(jù)實(shí)際情況動態(tài)設(shè)置。
所述的話路交換模塊是根據(jù)噪聲預(yù)判模塊的控制指令，完成話路的交換功能。
所述的語音增強(qiáng)處理模塊是完成語音質(zhì)量的增強(qiáng)功能。通常可以采用目前市場上的語音增強(qiáng)處理模塊。該模塊可以根據(jù)實(shí)際話路的多少以及使用該系統(tǒng)的地區(qū)通話環(huán)境的好壞靈活配置。
如上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)語音信號通過輸入接口模塊進(jìn)入本發(fā)明的處理器內(nèi)，噪聲預(yù)判模塊對語音進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，根據(jù)噪聲的大小，控制話路是否被話路交換模塊交換到語音增強(qiáng)處理模塊，或直接接續(xù)到輸入接口模塊。話路交換模塊根據(jù)噪聲預(yù)判模塊的指令，完成話路的交換接續(xù)，并最終將話路交換到輸出接口模塊后，輸出語音信號。
利用本發(fā)明處理器的有益效果本發(fā)明的處理器因?yàn)榧尤肓嗽肼曨A(yù)判模塊和話路交換模塊，只要用一個(gè)語音增強(qiáng)處理模塊就能夠在保證不管有無背景噪音，對每一路話路均能達(dá)到最佳的語音效果或用戶感知良好的效果。比在先技術(shù)中每一路都需要配備一套語音增強(qiáng)處理模塊(包括NR、NC、AGC、AEC)大大地簡化了結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明可以大幅度的降低昂貴器件的數(shù)量以及成本，也大幅度的降低了專利的使用費(fèi)用等。
本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)現(xiàn)的需求，可以靈活地配置噪聲預(yù)判模塊中的噪聲預(yù)判的核心處理速率，這也降低了成本。
本發(fā)明的處理器因?yàn)樗捎玫恼Z音調(diào)制都是脈沖編碼調(diào)制(PCM，PulseCode Modulation)，其電路接口一般都是采用PCM調(diào)制的接口，比如按照在先技術(shù)通用的語音增強(qiáng)處理模塊，一個(gè)模塊可以處理32路E1(2Mbits/s PCMSystem)話路，通過采用本發(fā)明，該模塊可以處理320路左右的E1話路，同時(shí)還不會降低話音質(zhì)量。
本發(fā)明的處理器可以單獨(dú)作為一個(gè)語音增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用，也可以配在現(xiàn)有的移動通訊系統(tǒng)中使用。


圖1是本發(fā)明噪聲檢測及預(yù)判處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明噪聲檢測及預(yù)判處理器的流程圖。
圖3是本發(fā)明噪聲檢測及預(yù)判處理器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明處理器的結(jié)構(gòu)圖1說明了本發(fā)明處理器的結(jié)構(gòu)。一種用于語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器，它包括輸入接口模塊1，輸出接口模塊4，連接于輸入接口模塊1和輸出接口模塊4之間的話路交換模塊3，連接在輸入接口模塊1與話路交換模塊3之間的噪聲預(yù)判模塊2，連接在話路交換模塊3上的語音增強(qiáng)處理模塊5。
多路語音信號(輸入接口可以是E1，也可以是SDH)進(jìn)入輸入接口模塊1，在進(jìn)入這個(gè)模塊1后，噪聲預(yù)判模塊2通過它所包含的高速的DSP采樣實(shí)時(shí)檢測話音中的環(huán)境噪聲情況和語音的信噪比(SNR，Signal Noise Rate)，判斷是否需要對話音進(jìn)行處理。噪聲預(yù)判模塊所包括的核心器件是采用高速性能的DSP如T1的6000系列(如圖3示)。其中噪聲強(qiáng)度的檢測算法可以購買NMS(國際通訊有限公司的專利)的算法。由于只是檢測強(qiáng)度，同時(shí)對每路的檢測為抽樣(可以在1s-5s的間隔中設(shè)置檢測的頻率)，所以一個(gè)高速的DSP可以檢測一個(gè)高達(dá)2.5G帶寬的話音通路。在通過噪聲預(yù)判模塊2后，根據(jù)噪聲是否超過閥值(閥值在安裝時(shí)可以預(yù)先通過閥值設(shè)置模塊設(shè)置)，決定是否通過語音交換模塊3交換到語音增強(qiáng)處理模塊5，進(jìn)行噪聲消除(NR)，噪聲補(bǔ)償(NC)，聲學(xué)回聲消除(AEC)和自動增益控制(AGC)；該語音增強(qiáng)處理模塊5可以采用NMS公司的VM1000模塊；語路交換模塊3可以采用多款市面上現(xiàn)有的交換芯片。如果需要語音增強(qiáng)處理，那么就將話路交換到語音增強(qiáng)處理模塊進(jìn)行語音處理。如果不需要語音增強(qiáng)處理，那么就直接交換到輸出接口模塊4輸出其語音信號。
圖2為本發(fā)明處理器的流程圖。如圖3所示，因?yàn)樘幚砥鱾鬏數(shù)氖菙?shù)字信號，語音信號通常是采用G.711(ITU-TG.711為國際電聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)編碼，它是最為普遍使用的和標(biāo)準(zhǔn)的編碼，因?yàn)樗苯幽M了傳統(tǒng)的電路切換網(wǎng)絡(luò)所使用的64Kbps的脈沖編碼調(diào)制(PCM))的編碼數(shù)字信號，G.711的數(shù)字編碼進(jìn)入處理器后，噪聲預(yù)判模塊2對語音的G.711編碼流進(jìn)行實(shí)時(shí)的噪聲檢測，檢測噪聲的強(qiáng)度以及語音的信噪比，用所檢測到的值對比閥值(在安裝時(shí)預(yù)先通過設(shè)置模塊設(shè)置的)，如果超過處理器設(shè)定閥值，噪聲預(yù)判模塊就下達(dá)指令給語路交換模塊，指令語路交換模塊搭建輸入接口模塊到語音增強(qiáng)處理模塊的話路，和語音增強(qiáng)處理模塊到輸出接口模塊的話路，G.711的編碼流就經(jīng)過網(wǎng)板到達(dá)語音增強(qiáng)處理模塊，語音增強(qiáng)處理模塊完成對語音的增強(qiáng)處理后，再由話路交換模塊接續(xù)到輸出接口模塊，輸出語音信號；如果未超過處理器設(shè)定閥值，則噪聲預(yù)判模塊對語路交換模塊不作指令，語路交換模塊直接將語音話路交換到輸出接口模塊，輸出其語音信號。
圖3是本發(fā)明噪聲檢測及預(yù)判處理器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的核心是噪聲預(yù)判模塊2和話路交換模塊3。由它們完成噪聲檢測和預(yù)判處理器的全部功能。如圖3所示。所述的噪聲預(yù)判模塊2包括連接有時(shí)鐘電路202，存儲器201和同步動態(tài)存儲器204的數(shù)字信號處理器(DSP)203，輸出端一路通過地址總線，另一路通過串連的隔離驅(qū)動器207、解碼器206及數(shù)據(jù)總線連接到數(shù)字信處理器203上的多路選擇開關(guān)208；多路選擇開關(guān)208的輸入端與輸入接口模塊1相連接，數(shù)字信號處理器203通過高速總線與話路交換模塊3相連接。
如上述結(jié)構(gòu)，多路語音信號(G.711編碼數(shù)字信號)經(jīng)過多路選擇開關(guān)208的選擇，并通過隔離驅(qū)動器207去除干擾信號及驅(qū)動解碼器206起動，通過解碼器206進(jìn)行按照G.711編碼數(shù)字信號解碼后，語言頻譜的數(shù)字信號進(jìn)入數(shù)字信號處理器(DSP)203進(jìn)行計(jì)算(可以按照上述的NMS算法計(jì)算)，并將其噪聲頻譜通過計(jì)算進(jìn)行提取，與存在存儲器(FLASH閃存)201內(nèi)的典型噪聲頻譜進(jìn)行比較，確定是否有環(huán)境噪聲的存在，并分析出其強(qiáng)度大小，與設(shè)定的閾值(外部設(shè)定閾值模塊205通過外部串行總線輸入到數(shù)字信處理器203的閾值)進(jìn)行比較，如果大于該閾值則通過高速總線(HW)向話路交換模塊(交換芯片)發(fā)出指令，讓這路語音信號進(jìn)入語音增強(qiáng)處理模塊5進(jìn)行處理；如果小于該閾值則直接通過話路交換模塊3進(jìn)入到輸出接口模塊輸出語音信號。并同步將語音信號存儲在同步動態(tài)存儲器204內(nèi)。
本發(fā)明的整個(gè)噪聲檢測及預(yù)判處理器將做成一個(gè)板卡，語音增強(qiáng)處理模塊可以選擇如市面上成熟的NMS的語音增強(qiáng)處理模塊…VM1000，作為其中的一個(gè)子卡，采用通用的E1接口模塊的交換芯片作為話路交換模塊進(jìn)行連接，可以極大地提高語音增強(qiáng)處理模塊的處理效率和語音路數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器，它包括輸入接口模塊，輸出接口模塊以及語音增強(qiáng)處理模塊，其特征在于包括連接于輸入接口模塊和輸出接口模塊之間的話路交換模塊，連接在輸入接口模塊與話路交換模塊之間的噪聲預(yù)判模塊，所述的語音增強(qiáng)處理模塊與話路交換模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器，其特征在于所述的噪聲預(yù)判模塊包括連接有時(shí)鐘電路、存儲器和同步動態(tài)存儲器的數(shù)字信號處理器，輸出端一路通過地址總線，另一路通過串連的隔離驅(qū)動器、解碼器及數(shù)據(jù)總線連接到數(shù)字信處理器上的多路選擇開關(guān)，多路選擇開關(guān)的輸入端與輸入接口模塊相連接，數(shù)字信號處理器通過高速總線與話路交換模塊相連接。
全文摘要
一種用于語音增強(qiáng)系統(tǒng)的噪聲檢測及預(yù)判處理器，它包括輸入接口模塊，輸出接口模塊，連接于輸入接口模塊和輸出接口模塊之間的話路交換模塊，連接在輸入接口模塊與話路交換模塊之間的噪聲預(yù)判模塊，與話路交換模塊相連接的語音增強(qiáng)處理模塊。當(dāng)語音信號進(jìn)入噪聲檢測及預(yù)判處理器內(nèi)，首先經(jīng)過噪聲預(yù)判模塊判斷其有無噪聲及噪聲大小，噪聲若超過設(shè)定閾值時(shí)，話路交換模塊接受噪聲預(yù)判模塊的指令，將話路交換到語音增強(qiáng)處理模塊，經(jīng)處理后的語音信號通過輸出接口模塊輸出；若噪聲沒有超過設(shè)定閾值，話路交換模塊直接將話路連接到輸出接口模塊輸出其語音信號。不僅降低了成本，而且能夠保證語音質(zhì)量。
文檔編號G10L21/02GK1968305SQ20051011048
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者沈勇 申請人:上海空波通訊科技有限公司