專利名稱：一種送受話端采樣率偏差糾正方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種送受話端采樣率偏差糾正方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
語音通訊中，為保證通話質(zhì)量和設(shè)備安全，通常會在語音通訊中做回聲消除。目前常用的回聲消除方法中，當(dāng)受話端信號、送話端信號已知時，通過二者計算出回聲路徑濾波器以及回聲信號，并將回聲信號從送話端信號中消去，避免回聲干擾通訊。然而，當(dāng)今大多數(shù)通訊已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化，受話端信號和送話端信號都是以數(shù)字方式傳輸?shù)?。由于采樣時鐘的不同，送受話端信號可能存在采樣率差異，采樣率差異會降低回聲路徑濾波器以及回聲信號的估計精度，導(dǎo)致回聲消除性能下降。 為了降低或消除采樣率偏差對回聲消除性能的影響，需要在回聲消除之前計算出送受話端信號之間的采樣率偏差并進行糾正。在計算采樣率偏差時，現(xiàn)有方案一的做法是，統(tǒng)計一段時間內(nèi)送受話端信號的采樣時鐘周期計算得到兩端的采樣率差異?，F(xiàn)有方案二的做法是默認不同設(shè)備的采樣率差異在20Hz以內(nèi)，采用純算法的方式，計算出采樣率差異。在糾正采樣率偏差時，現(xiàn)有方案通常采用將計算得到的采樣率差異傳遞給回聲消除濾波器，由回聲消除系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有的采樣率偏差糾正方案至少具有如下缺陷在計算采樣率偏差時，現(xiàn)有方案一需要監(jiān)測送受話端采樣時鐘，在一些情況下需要特別的硬件設(shè)置，比如設(shè)置高性能的CPU，對硬件要求較高，現(xiàn)有方案二在計算上較為繁瑣，占用的存儲資源也較多，并且僅適用于預(yù)先設(shè)置的采樣率偏差的變動范圍，采樣率偏差的估計精度也容易受到外在干擾的影響。而且現(xiàn)有方案并不直接對信號進行采樣率偏差糾正，而只是將采樣率偏差傳遞至回聲消除系統(tǒng)由回聲消除系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)處理，這種由回聲消除系統(tǒng)調(diào)節(jié)的方式，增加了回聲消除系統(tǒng)的負擔(dān)，影響了回聲消除的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種送受話端采樣率偏差糾正方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有方案要么對硬件設(shè)置要求較高，要么計算繁瑣、適用范圍較窄的問題以及現(xiàn)有方案中不直接對信號進行采樣率偏差糾正所導(dǎo)致回聲消除系統(tǒng)負擔(dān)較重的問題。為達到上述目的，本發(fā)明實施例采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明實施例提供了一種送受話端采樣率偏差糾正方法，所述方法包括根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)；利用所述傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延；利用所述傳輸時延和傳輸時延與采樣率偏差之間的線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差；
根據(jù)所述采樣率偏差調(diào)整各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率，實現(xiàn)采樣率糾正，以用于回聲消除系統(tǒng)直接利用糾正后采樣率相同的送話端信號和受話端信號進行回聲消除。本發(fā)明實施例還提供了一種送受話端采樣率偏差糾正系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括時延估計器、采樣率偏差估計器和采樣率調(diào)整器，所述時延估計器的輸入端接入送話端信號和受話端信號，所述時延估計器的輸出端連接至采樣率偏差估計器的輸入端，所述采樣率偏差估計器的輸出端連接至所述采樣率調(diào)整器的輸入端，所述采樣率調(diào)整器的輸入端還接入送話端信號或者受話端信號，所述采樣率調(diào)整器的輸出端連接至回聲消除系統(tǒng)，所述時延估計器，用于根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)；利用所述傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延；所述米樣率偏差估計器，用于利用所述傳輸時延和傳輸時延與米樣率偏差之間的 線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差；所述采樣率調(diào)整器，用于根據(jù)所述采樣率偏差糾正各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率，以用于回聲消除系統(tǒng)直接利用糾正后采樣率相同的送話端信號和受話端信號進行回聲消除。本發(fā)明實施例的有益效果是本發(fā)明實施例利用傳輸時延與采樣率偏差之間具有線性關(guān)系的特點，采用基于送受話端信號得出送受話端之間的傳輸時延，并參數(shù)擬合出送受話端之間采樣率偏差的技術(shù)手段，能夠?qū)崟r得到高精度的采樣率偏差，且無需額外的硬件開銷，計算方法簡單，降低了系統(tǒng)成本。進一步的，由于本方案采用了在回聲消除操作之前進行采樣率偏差糾正的技術(shù)手段，降低了回聲消除系統(tǒng)的負擔(dān)，提高了回聲消除的質(zhì)量。


圖I為本發(fā)明實施例一提供的一種送受話端采樣率偏差糾正方法流程圖；圖2A為本發(fā)明實施例提供的采樣率偏差恒定時傳輸時延和采樣時刻的關(guān)系示意圖；圖2B為本發(fā)明實施例提供的采樣率偏差變化時傳輸時延和采樣時刻的關(guān)系示意圖；圖3為本發(fā)明實施例二提供的一種采樣率偏差糾正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例二提供的又一種采樣率偏差糾正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的采樣率糾正前后的回聲消除效果實驗結(jié)果圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。參見圖1，本發(fā)明實施例一提供的一種送受話端采樣率偏差糾正方法，該方法包括11 :根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)；
12 :利用所述傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延；13:利用所述傳輸時延和傳輸時延與采樣率偏差之間的線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差；14 :根據(jù)所述采樣率偏差糾正各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率，以用于回聲消除系統(tǒng)直接利用糾正后采樣率相同的送話端信號和受話端信號進行回聲消除。本發(fā)明實施例利用了傳輸時延與采樣率偏差之間具有線性關(guān)系的特點，在此通過如下分析說明利用上述特點可以糾正采樣率偏差的原理若送受話端存在采樣率偏差，則受話端和送話端之間的相對傳輸時延是采樣時刻
的線性函數(shù)，該線性函數(shù)可以表示如下
「 ^I sS - FsR (11· s =-
JsR其中，η為采樣時刻，F(xiàn)sR為受話端采樣頻率，F(xiàn)sS為送話端采樣頻率，dFs為采樣
率偏差。將米樣時刻η時送受話端的傳輸時延表不為D[n],則D[n]和η符合如下線性關(guān)系D [η] = η · dFs+c其中，c為常數(shù)，由傳輸環(huán)境決定。參見圖2A，示出了采樣率偏差恒定時，D[n]n和η的關(guān)系示意圖，圖中的橫坐標(biāo)為采樣時刻，縱坐標(biāo)為傳輸時延，圖中直線的斜率即為采樣率偏差，當(dāng)采樣率偏差出現(xiàn)變化時，斜率也會發(fā)生變化。圖2Β中示出了采樣率偏差恒定變化(非恒定)時D [η]和η的關(guān)系示意圖。由上可知,如果能求出D [η],則從D [η]和η能夠估計得到dFs,并根據(jù)dFs糾正送話端信號或受話端信號。如果估計是實時的，則當(dāng)采樣率偏差出現(xiàn)變化時，可以跟蹤并適應(yīng)變化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在線實時地糾正送受話端的采樣率偏差。本發(fā)明實施例利用傳輸時延與采樣率偏差之間具有線性關(guān)系的特點，采用基于送受話端信號得出送受話端之間的傳輸時延，并參數(shù)擬合出送受話端之間采樣率偏差的技術(shù)手段，能夠?qū)崟r得到高精度的采樣率偏差，且無需額外的硬件開銷，計算方法簡單，降低了系統(tǒng)成本。進一步的，由于本方案采用了在回聲消除操作之前進行采樣率偏差糾正的技術(shù)手段，降低了回聲消除系統(tǒng)的負擔(dān)，提高回聲消除的質(zhì)量。在圖I所示的實施例的基礎(chǔ)上,進一步的,本實施例中上述步驟11具體包括對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻，利用當(dāng)前采樣時刻的送話端信號和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的送話端信號生成當(dāng)前采樣時刻的送話端數(shù)據(jù)幀；利用當(dāng)前采樣時刻的受話端信號和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的受話端信號生成當(dāng)前采樣時刻的受話端數(shù)據(jù)幀；利用當(dāng)前采樣時刻的所述送話端數(shù)據(jù)幀和受話端數(shù)據(jù)幀計算當(dāng)前采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)。進一步的，在步驟11中，通過如下公式，利用所述當(dāng)前采樣時刻的送話端數(shù)據(jù)幀和受話端數(shù)據(jù)幀計算當(dāng)前采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)h=ifft (H)
權(quán)利要求
1.一種送受話端采樣率偏差糾正方法，其特征在于，所述方法包括 根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)； 利用所述傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延； 利用所述傳輸時延和傳輸時延與采樣率偏差之間的線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差； 根據(jù)所述采樣率偏差糾正各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率，以用于回聲消除系統(tǒng)直接利用糾正后采樣率相同的送話端信號和受話端信號進行回聲消除。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)包括 對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻， 利用當(dāng)前采樣時刻的送話端信號和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的送話端信號生成當(dāng)前采樣時刻的送話端數(shù)據(jù)幀； 利用當(dāng)前采樣時刻的受話端信號和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的受話端信號生成當(dāng)前采樣時刻的受話端數(shù)據(jù)幀； 通過如下公式，利用當(dāng)前采樣時刻的所述送話端數(shù)據(jù)幀和受話端數(shù)據(jù)幀計算當(dāng)前采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)h=ifft(H) H中 々剛) 其中，h為傳遞函數(shù)，X[k]為當(dāng)前采樣時刻η的受話端數(shù)據(jù)幀τμ]的頻域形式，Y[k]為當(dāng)前采樣時刻η的送話端數(shù)據(jù)幀對《j的頻域形式，H為傳遞函數(shù)h的頻域形式，X*[k]為X[k]的共軛，E(.)表示求期望運算，ifft(.)表示反傅里葉變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述利用所述傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延包括 對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻， 選取當(dāng)前采樣時刻的傳遞函數(shù)的絕對值的最大值所對應(yīng)的時間點，作為當(dāng)前采樣時刻送受話端的傳輸時延估計值； 根據(jù)所述傳輸時延估計值得到當(dāng)前采樣時刻送受話端的傳輸時延。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述利用所述傳輸時延和傳輸時延與采樣率偏差之間的線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差包括 對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻， 利用當(dāng)前采樣時刻送受話端的傳輸時延和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的送受話端的傳輸時延生成當(dāng)前米樣時刻的傳輸時延數(shù)據(jù)巾貞; 根據(jù)傳輸時延與米樣率偏差之間的線性關(guān)系將所述傳輸時延數(shù)據(jù)巾貞中的各兀素相對于各采樣時刻進行參數(shù)擬合，得到當(dāng)前采樣時刻送受話端的采樣率偏差。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述采樣率偏差糾正各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率包括對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻， 根據(jù)當(dāng)前采樣時刻送受話端的采樣率偏差采用內(nèi)插方式對送話端信號重新進行采樣，得到當(dāng)前采樣時刻下采樣率與受話端信號采樣率相同的送話端信號； 或者，根據(jù)當(dāng)前采樣時刻送受話端的采樣率偏差采用內(nèi)插方式對受話端信號重新進行采樣，得到當(dāng)前采樣時刻下采樣率與送話端信號采樣率相同的受話端信號。
6.一種送受話端采樣率偏差糾正系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括時延估計器、采樣率偏差估計器和采樣率調(diào)整器， 所述時延估計器的輸入端接入送話端信號和受話端信號，所述時延估計器的輸出端連接至采樣率偏差估計器的輸入端，所述采樣率偏差估計器的輸出端連接至所述采樣率調(diào)整器的輸入端，所述采樣率調(diào)整器的輸入端還接入送話端信號或者受話端信號，所述采樣率調(diào)整器的輸出端連接至回聲消除系統(tǒng)， 所述時延估計器，用于根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)，并利用所述傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延； 所述采樣率偏差估計器，用于利用所述傳輸時延和傳輸時延與采樣率偏差之間的線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差； 所述采樣率調(diào)整器，用于根據(jù)所述采樣率偏差糾正各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率，以用于回聲消除系統(tǒng)直接利用糾正后采樣率相同的送話端信號和受話端信號進行回聲消除。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述時延估計器包括送話端緩存器、受話端緩存器和傳遞函數(shù)估計器， 所述送話端緩存器，用于緩存各采樣時刻的送話端信號； 所述受話端緩存器，用于緩存各采樣時刻的受話端信號； 所述傳遞函數(shù)估計器，用于對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻，利用所述送話端緩存器中當(dāng)前采樣時刻的送話端信號和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的送話端信號生成當(dāng)前采樣時刻的送話端數(shù)據(jù)幀；利用所述受話端緩存器中當(dāng)前采樣時刻的受話端信號和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的受話端信號生成當(dāng)前采樣時刻的受話端數(shù)據(jù)幀；以及，通過如下公式，利用當(dāng)前采樣時刻的所述送話端數(shù)據(jù)幀和受話端數(shù)據(jù)幀計算當(dāng)前采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述時延估計器還包括時延計算器， 所述時延計算器，用于對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻，選取當(dāng)前采樣時刻的傳遞 函數(shù)的絕對值的最大值所對應(yīng)的時間點，作為當(dāng)前采樣時刻送受話端的傳輸時延估計值；根據(jù)所述傳輸時延估計值得到當(dāng)前采樣時刻送受話端的傳輸時延。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣率偏差估計器包括時延緩存器和時延米樣率偏差擬合器， 所述時延緩存器，用于緩存各采樣時刻送受話端的傳輸時延； 所述時延采樣率偏差擬合器，用于對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻，利用所述時延緩存器中當(dāng)前采樣時刻送受話端的傳輸時延和當(dāng)前采樣時刻之前預(yù)定數(shù)量的送受話端的傳輸時延生成當(dāng)前米樣時刻的傳輸時延數(shù)據(jù)巾貞；以及，根據(jù)傳輸時延與米樣率偏差之間的線性關(guān)系將所述傳輸時延數(shù)據(jù)幀中的各元素相對于各采樣時刻進行參數(shù)擬合，得到當(dāng)前采樣時刻送受話端的采樣率偏差。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣率調(diào)整器包括重采樣緩存器； 當(dāng)所述采樣率調(diào)整器的輸入端接入送話端信號時，所述重采樣緩存器用于緩存各采樣時刻的送話端信號，所述采樣率調(diào)整器，具體用于對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻，根據(jù)當(dāng)前采樣時刻送受話端的采樣率偏差，采用內(nèi)插方式對所述重采樣緩存器中的送話端信號重新進行采樣，得到當(dāng)前采樣時刻下采樣率與受話端信號采樣率相同的送話端信號； 當(dāng)所述采樣率調(diào)整器的輸入端接入受話端信號時，所述重采樣緩存器用于緩存各采樣時刻的受話端信號，所述采樣率調(diào)整器，具體用于對各采樣時刻的每個當(dāng)前采樣時刻，根據(jù)當(dāng)前采樣時刻送受話端的采樣率偏差，采用內(nèi)插方式對所述重采樣緩存器中的受話端信號重新進行采樣，得到當(dāng)前采樣時刻下采樣率與送話端信號采樣率相同的受話端信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種送受話端采樣率偏差糾正方法和系統(tǒng)，能夠?qū)崟r得到高精度的采樣率偏差，并對送受話端信號進行采樣率糾正，得到 糾正后的采樣率相同的送話端信號和受話端信號送入回聲消除系統(tǒng)進行回聲消除。本發(fā)明有助于提高回聲消除的質(zhì)量，且計算方法簡單，成本較低。本發(fā)明實施例提供的一種送受話端采樣率偏差糾正方法包括根據(jù)送受話端信號計算各采樣時刻的受話端信號相對于送話端信號的傳遞函數(shù)；利用傳遞函數(shù)獲取各采樣時刻送受話端的傳輸時延；利用傳輸時延和傳輸時延與采樣率偏差之間的線性關(guān)系，采用參數(shù)擬合方式得到各采樣時刻送受話端的采樣率偏差；根據(jù)采樣率偏差糾正各采樣時刻送話端信號或受話端信號的采樣率。
文檔編號H04M9/08GK102780821SQ20121023369
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者吳曉婕, 李波, 樓廈廈 申請人:歌爾聲學(xué)股份有限公司