專利名稱：用于檢測(cè)雙端通話情況的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)雙端通話情況的方法，確切地說，涉及通過比較信號(hào)的功率而檢測(cè)雙端通話情況的方法。
背景技術(shù)：
有關(guān)回聲消除的技術(shù)廣泛地實(shí)施于電話等通信裝置中。利用回聲消除的功能，通信裝置的用戶可正常執(zhí)行語音輸入操作，而不受來自通信裝置的揚(yáng)聲器的回聲信號(hào)干擾。
在回聲消除技術(shù)的領(lǐng)域中，在回聲消除的過程期間檢測(cè)是否發(fā)生雙端通話 (double-talk;DT)情況是相當(dāng)重要的。在未進(jìn)行雙端通話情況檢測(cè)的情況下，將使得回聲消除的性能大幅降低，這是因?yàn)樗烙?jì)回聲信道可能與實(shí)際回聲信道不同。詳細(xì)地說，當(dāng)發(fā)生雙端通話情況時(shí)，回聲信號(hào)將混合到與遠(yuǎn)端密切相關(guān)的近端信號(hào)中，從而在誤差信號(hào)中產(chǎn)生大的干擾分量。因此，若自適應(yīng)濾波器在DT時(shí)間區(qū)間內(nèi)更新其濾波系數(shù)，那么回聲消除器將從其收斂狀態(tài)發(fā)散。因此，區(qū)別麥克風(fēng)輸入的狀態(tài)是在純近端、純遠(yuǎn)端以及DT時(shí)間段是相當(dāng)重要的。
通常,常規(guī)的雙端通話檢測(cè)器(double-talk detector ;DTD)通過對(duì)所估計(jì)回聲信道進(jìn)行梯度運(yùn)算以利用能級(jí)改變而檢測(cè)是否發(fā)生雙端通話情況。然而，梯度運(yùn)算具有高度的計(jì)算復(fù)雜性。而且，當(dāng)所估計(jì)回聲信道不準(zhǔn)確時(shí)，雙端通話情況檢測(cè)的結(jié)果也將是錯(cuò)誤的。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對(duì)一種用于通過簡單地比較信號(hào)的功率而檢測(cè)雙端通話情況的有效方法。
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)雙端通話情況的方法。根據(jù)示范性實(shí)施例，該方法包括接收具有一第一功率的一輸入信號(hào)；計(jì)算一第二功率，該第二功率是至少一個(gè)功率估計(jì)信號(hào)的結(jié)合；以及根據(jù)該第一功率和該第二功率的一功率關(guān)系確定是否發(fā)生雙端通話，當(dāng)該第一功率大于該第二功率時(shí)，確認(rèn)發(fā)生雙端通話，當(dāng)該第一功率小于或等于該第二功率時(shí)，確認(rèn)雙端通話不發(fā)生。
本發(fā)明涉及一種回聲消除系統(tǒng)。回聲消除系統(tǒng)包含麥克風(fēng)、回聲消除器、噪音處理單元、近端語音檢測(cè)器、遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器以及雙端通話檢測(cè)器。麥克風(fēng)經(jīng)配置以產(chǎn)生輸入信號(hào)?；芈曄黢詈系禁溈孙L(fēng)并且經(jīng)配置以自適應(yīng)地產(chǎn)生所估計(jì)回聲信號(hào)以及輸入信號(hào)與所估計(jì)回聲信號(hào)之間的誤差信號(hào)。噪音處理單元耦合到回聲消除器并且經(jīng)配置以響應(yīng)于誤差信號(hào)而產(chǎn)生所估計(jì)噪音信號(hào)。近端語音檢測(cè)器耦合到麥克風(fēng)并且經(jīng)配置以檢測(cè)近端語音活動(dòng)。遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器耦合到回聲消除器并且經(jīng)配置以檢測(cè)遠(yuǎn)端語音活動(dòng)。雙端通話檢測(cè)器耦合到近端語音檢測(cè)器、遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器、回聲消除器以及噪音處理單元，并且經(jīng)配置以執(zhí)行用以執(zhí)行用于檢測(cè)雙端通話情況的過程的程序指令，所述過程包括獲得輸入信號(hào)的第一功率；獲得第二功率，其中第二功率是至少一個(gè)所估計(jì)信號(hào)的功率組合；根據(jù)第一功率與第二功率之間的功率關(guān)系來判定是否發(fā)生雙端通話情況；當(dāng)?shù)谝还β蚀笥诘诙β蕰r(shí)判定發(fā)生雙端通話情況。
基于以上描述，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)雙端通話情況的有效方法，使得雙端通話檢測(cè)器的復(fù)雜性可降低并且雙端通話檢測(cè)器對(duì)抗回聲信道的非線性失真的穩(wěn)健性可提聞。
為了使本發(fā)明的前述以及其它特征以及優(yōu)勢(shì)易于理解，以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的若干示范性實(shí)施例。


包含附圖的目的是幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，這些附圖被并入本說明書并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖所示為本發(fā)明的實(shí)施例，并且結(jié)合描述來對(duì)本發(fā)明的原理加以解釋。
圖IA所示為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的回聲消除系統(tǒng)的功能框圖。
圖IB所示為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于檢測(cè)雙端通話情況的方法的流程圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的回聲消除系統(tǒng)的另一功能框圖。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖來更加全面地描述本發(fā)明的一些實(shí)施例，附圖中顯示了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但非所有實(shí)施例。實(shí)際上，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可按照許多不同形式體現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為限于本發(fā)明所提出的實(shí)施例；實(shí)際上，這些實(shí)施例的提供使得本發(fā)明滿足適用的法律要求。通篇中，相同參考標(biāo)號(hào)指代相同元件。
圖IA所示為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的回聲消除系統(tǒng)的功能框圖?；芈曄到y(tǒng)100可配置在電子設(shè)備(例如，電話)中，以消除由語音接收器(例如，麥克風(fēng))接收的聲信號(hào)中發(fā)生的回聲效應(yīng)。在此實(shí)施例中，回聲消除系統(tǒng)100包含麥克風(fēng)110、回聲消除器120、噪音處理單元130、近端語音檢測(cè)器140、遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150以及雙端通話檢測(cè)器 (DTD) 160。麥克風(fēng)110經(jīng)配置以通過轉(zhuǎn)換所接收聲波AW (例如，聲音或語音)而產(chǎn)生輸入信號(hào)is。
回聲消除器120耦合到麥克風(fēng)110并且經(jīng)配置以自適應(yīng)地產(chǎn)生所估計(jì)回聲信號(hào) EES以及輸入信號(hào)IS與所估計(jì)回聲信號(hào)EES之間的誤差信號(hào)ER。在一些實(shí)施例中，回聲消除器120可包含(但不限于)自適應(yīng)濾波器(未圖示)以及回聲消除單元(未圖示)。自適應(yīng)濾波器可經(jīng)配置以自適應(yīng)地產(chǎn)生所估計(jì)回聲信道，并且所估計(jì)回聲信號(hào)可通過將遠(yuǎn)端信號(hào)FS 饋送到所估計(jì)回聲信道中而獲得?；芈曄龁卧神詈系禁溈孙L(fēng)110以及自適應(yīng)濾波器， 并且經(jīng)配置以通過從輸入信號(hào)IS減去所估計(jì)回聲信號(hào)EES而產(chǎn)生誤差信號(hào)ER。
噪音處理單元130耦合到回聲消除器120并且經(jīng)配置以響應(yīng)于誤差信號(hào)ER而產(chǎn)生所估計(jì)噪音信號(hào)ENS。例如，噪音處理單元130可以是自動(dòng)噪音抑制器(automatic noise suppressor ;ANS)，其可經(jīng)配置以通過對(duì)輸入信號(hào)IS執(zhí)行噪音抑制操作而相應(yīng)地產(chǎn)生具有相對(duì)低的噪音的電子信號(hào)。
近端語音檢測(cè)器140耦合到麥克風(fēng)110并且經(jīng)配置以檢測(cè)近端語音活動(dòng)。具體來說，在一些實(shí)施例中，在麥克風(fēng)110產(chǎn)生輸入信號(hào)IS之后，麥克風(fēng)110可將輸入信號(hào)IS轉(zhuǎn)發(fā)到近端語音檢測(cè)器140。接下來，近端語音檢測(cè)器140可通過例如感應(yīng)由輸入信號(hào)IS引起的電壓電平改變而檢測(cè)到發(fā)生近端語音活動(dòng)。而且，近端語音檢測(cè)器140可根據(jù)檢測(cè)近端語音活動(dòng)的結(jié)果而輸出判定信號(hào)DS1。例如，近端語音檢測(cè)器140可輸出邏輯O信號(hào)，表示未發(fā)生近端語音活動(dòng)；或輸出邏輯I信號(hào)，表示發(fā)生近端語音活動(dòng)。此外，近端語音檢測(cè)器140可將輸入信號(hào)IS轉(zhuǎn)發(fā)到雙端通話檢測(cè)器160，以便于雙端通話情況的檢測(cè)。本發(fā)明中，雙端通話情況表示輸入信號(hào)IS包含近端信號(hào)(其可由用戶的輸入語音引起)以及回聲信號(hào)(其可由揚(yáng)聲器(未圖不)廣播)。
遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150耦合到回聲消除器120并且經(jīng)配置以檢測(cè)遠(yuǎn)端語音活動(dòng)。具體來說，在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150可接收遠(yuǎn)端信號(hào)FS，例如，所述遠(yuǎn)端信號(hào)FS 由與具有回聲消除系統(tǒng)的電子設(shè)備進(jìn)行通信的另一個(gè)電子設(shè)備發(fā)射。接下來，遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150可通過例如感應(yīng)由遠(yuǎn)端信號(hào)FS引起的電壓電平改變而檢測(cè)到發(fā)生遠(yuǎn)端語音活動(dòng)。 而且，遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150可根據(jù)檢測(cè)遠(yuǎn)端語音活動(dòng)的結(jié)果而輸出判定信號(hào)DS2。例如，遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150可輸出邏輯O信號(hào)，表示未發(fā)生遠(yuǎn)端語音活動(dòng)；或輸出邏輯I信號(hào)，表示發(fā)生遠(yuǎn)端語音活動(dòng)。對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，應(yīng)理解檢測(cè)近端或遠(yuǎn)端語音活動(dòng)的前述實(shí)施方案只是作為實(shí)例，而并不用于限制本發(fā)明的范圍。
在一些實(shí)施例中，近端語音檢測(cè)器140以及遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150可通過例如語音活動(dòng)檢測(cè)器(voice activity detector ;VAD)來實(shí)施,但不限于此。
雙端通話檢測(cè)器160耦合到近端語音檢測(cè)器140、遠(yuǎn)端語音檢測(cè)器150、回聲消除器120以及噪音處理單元130。通過所估計(jì)回聲信號(hào)EES、所估計(jì)噪音信號(hào)ENS以及判定信號(hào)DSl以及DS2，雙端通話檢測(cè)器160可經(jīng)配置以檢測(cè)是否發(fā)生雙端通話情況。
圖IB所示為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于檢測(cè)雙端通話情況的方法的流程圖。參考圖IA以及圖1B，所提出的用于檢測(cè)雙端通話情況的方法可用于回聲消除系統(tǒng)100 的前述雙端通話檢測(cè)器160，但本發(fā)明不限于此。
在步驟S102中，雙端通話檢測(cè)器160獲得輸入信號(hào)IS的第一功率。在一些實(shí)施例中，輸入信號(hào)IS的第一功率的計(jì)算不需要考慮輸入信號(hào)IS的所有頻率分量，這是因?yàn)檩斎胄盘?hào)IS可能含有降低雙端通話情況檢測(cè)性能的一些分量。例如，如果輸入信號(hào)IS含有先前通過回聲信道的一些信號(hào)分量，那么這些信號(hào)分量可能因回聲信道響應(yīng)的非線性區(qū)域而失真。因此，當(dāng)根據(jù)輸入信號(hào)IS的所有分量來計(jì)算第一功率時(shí)，輸入信號(hào)IS的失真的信號(hào)分量可使雙端通話情況的檢測(cè)的結(jié)果變得不可靠。
因此，雙端通話檢測(cè)器160可首先決定輸入信號(hào)IS的第一分量，其中可根據(jù)回聲信道響應(yīng)的線性區(qū)域來決定輸入信號(hào)IS的第一分量的頻率區(qū)域。例如，假設(shè)可將頻率區(qū)域 0-5千赫內(nèi)的回聲信道響應(yīng)的分量大致視為線性的，那么可相應(yīng)地通過在頻率區(qū)域0-5千赫內(nèi)提取輸入信號(hào)IS的分量而獲得輸入信號(hào)IS的第一分量。因此，可通過簡單地考慮輸入信號(hào)IS的第一分量而計(jì)算第一功率。在一些實(shí)施例中，第一分量的第一功率可表不為
Ρι=ζ\= ΣΙΙ 雄 11tet ,
其中S(k)表示輸入信號(hào)IS的第k個(gè)頻率分量，L表示第一分量的頻率區(qū)域。換句話說，通過簡單地計(jì)算對(duì)應(yīng)于回聲信道響應(yīng)的線性區(qū)域的頻率區(qū)域內(nèi)的輸入信號(hào)IS的功率而獲得第一功率。
在步驟S104中，雙端通話檢測(cè)器160可獲得第二功率，其中第二功率可以是至少一個(gè)所估計(jì)信號(hào)的功率組合。在此實(shí)施例中，至少一個(gè)所估計(jì)信號(hào)可包含所估計(jì)回聲信號(hào) EES以及所估計(jì)噪音信號(hào)ENS。在一些實(shí)施例中，由于所估計(jì)回聲信號(hào)EES可通過將遠(yuǎn)端信號(hào)FS饋送到所估計(jì)回聲信道中而產(chǎn)生，所以所估計(jì)回聲信號(hào)EES的一些分量可因所估計(jì)回聲信道的非線性區(qū)域而失真。因此，第二功率的計(jì)算也可不考慮所估計(jì)回聲信號(hào)EES以及所估計(jì)噪音信號(hào)ENS的所有分量。
例如，雙端通話檢測(cè)器160可根據(jù)回聲信道響應(yīng)的線性區(qū)域(例如，0-5千赫)而提取所估計(jì)回聲信號(hào)EES的第二分量以及提取所估計(jì)噪音信號(hào)ENS的第三分量。也就是說， 所估計(jì)回聲信號(hào)EES的第二分量包含線性區(qū)域(例如，0-5千赫)內(nèi)的所估計(jì)回聲信號(hào)EES 的頻率分量，且所估計(jì)噪音信號(hào)ENS的第三分量包含線性區(qū)域(例如，0-5千赫)內(nèi)的所估計(jì)噪音信號(hào)ENS的頻率分量。
在決定所估計(jì)回聲信號(hào)EES的第二分量之后，雙端通話檢測(cè)器160可通過下式而計(jì)算第二分量的分量功率
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)雙端通話的方法，用于一回聲消除系統(tǒng)的雙端通話檢測(cè)器，該方法包括 接收具有一第一功率的ー輸入信號(hào)； 計(jì)算ー第二功率，該第二功率是至少ー個(gè)功率估計(jì)信號(hào)的結(jié)合；以及根據(jù)該第一功率和該第二功率的一功率關(guān)系確定是否發(fā)生雙端通話，當(dāng)該第一功率大于該第二功率吋，確認(rèn)發(fā)生雙端通話，當(dāng)該第一功率小于或等于該第二功率吋，確認(rèn)雙端通話不發(fā)生。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中接收具有該第一功率的該輸入信號(hào)更包括 確定該輸入信號(hào)的一第一組分；以及 計(jì)算該第一組分的一第一組分功率獲得該第一功率。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中根據(jù)一回聲信道反饋在頻率范圍上的ー線性區(qū)域確定該第一組分。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該第一組份的該第一組分功率為 λ =4=EM2 たeL 其中s(k)為輸入信號(hào)頻率組分中的第k個(gè)_頻率組分的功率信號(hào)，L為該第一組分頻率范圍的頻率集合。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該至少ー個(gè)功率估計(jì)信號(hào)包括一回聲估計(jì)信號(hào)和一噪音估計(jì)信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中計(jì)算該第二功率包括 確定該回聲估計(jì)信號(hào)的一第二組分和該噪音估計(jì)信號(hào)的一第三組分； 計(jì)算該第一組份的一第二組分功率；以及 計(jì)算該第二組份的一第三組分功率。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中根據(jù)一回聲信道反饋在頻率范圍上的ー線性區(qū)域確定該第二組分和該第三組分。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第二功率為 P2 +Nmamm =[Σ||則f+Σ|雄 f レ Σ||則f _ksLkeLJkら L 其中F(た)和沒(t)為該第二組分和該第三組分中的第k個(gè)-頻率組分的功率信號(hào)，η —邊界因子，其中該邊界因子的取值范圍為O到該輸入信號(hào)信噪比的倒數(shù)，根據(jù)一回聲信道反饋在頻率范圍上的ー線性區(qū)域確定該第二組分和該第三組分，L為該第二組分和該第三組分頻率范圍的頻率集合。
9.一種檢測(cè)雙端通話系統(tǒng)，包括 一麥克風(fēng)，用于產(chǎn)生ー輸入信號(hào)； 一回聲消除器，連接到該麥克風(fēng)用于根據(jù)該輸入信號(hào)和一回聲估計(jì)信號(hào)產(chǎn)生該回聲估計(jì)信號(hào)和所述輸入信號(hào)與所述回聲估計(jì)信號(hào)之間的ー誤差信號(hào)； ー噪聲處理單元，連接到該回聲消除器用于根據(jù)該誤差信號(hào)產(chǎn)生ー噪聲估計(jì)信號(hào)； 一近端語音監(jiān)測(cè)器，連接到該麥克風(fēng)用于檢測(cè)ー近端語音； 一遠(yuǎn)端語音監(jiān)測(cè)器，連接到該回聲消除器用于檢測(cè)一遠(yuǎn)端語音；以及 一雙端通話監(jiān)測(cè)器，連接到該近端語音監(jiān)測(cè)器，該遠(yuǎn)端語音監(jiān)測(cè)器，該噪聲處理單元和該回聲消除器，用于執(zhí)行一雙端通話監(jiān)測(cè)程序，該雙端通話監(jiān)測(cè)程序包括 接收具有一第一功率的ー輸入信號(hào)； 計(jì)算ー第二功率，該第二功率是至少ー個(gè)功率估計(jì)信號(hào)的結(jié)合；以及 根據(jù)該第一功率和該第二功率的一功率關(guān)系確定是否發(fā)生雙端通話，當(dāng)該第一功率大于該第二功率吋，確認(rèn)發(fā)生雙端通話，當(dāng)該第一功率小于或等于該第二功率吋，確認(rèn)雙端通話不發(fā)生。
10.如權(quán)利要求9所述系統(tǒng)，其中該雙端通話監(jiān)測(cè)器確定該輸入信號(hào)的一第一組分；以及計(jì)算該第一組分的一第一組分功率獲得該第一功率。
11.如權(quán)利要求10所述系統(tǒng)，其中該雙端通話監(jiān)測(cè)器根據(jù)一回聲信道反饋在頻率范圍上的ー線性區(qū)域確定該第一組分。
12.如權(quán)利要求10所述系統(tǒng)，其中該第一組份的該第一組分功率為
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中該至少ー個(gè)功率估計(jì)信號(hào)包括一回聲估計(jì)信號(hào)和一噪音估計(jì)信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中計(jì)算該第二功率包括 確定該回聲估計(jì)信號(hào)的一第二組分和該噪音估計(jì)信號(hào)的一第三組分； 計(jì)算該第一組份的一第二組分功率；以及 計(jì)算該第二組份的一第三組分功率。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中根據(jù)一回聲信道反饋在頻率范圍上的ー線性區(qū)域確定該第二組分和該第三組分。
16.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該第二功率為
17.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該回聲消除器包括 ー自適應(yīng)濾波器，連接到該遠(yuǎn)端語音監(jiān)測(cè)器，該近端語音檢測(cè)器和該雙端通話檢測(cè)器用于產(chǎn)生該回聲估計(jì)信號(hào)；以及 一回聲消除単元，連接到該自適應(yīng)濾波器，該麥克風(fēng)以及該噪聲處理單元，用于從輸入信號(hào)中減去該回聲估計(jì)信號(hào)產(chǎn)生該誤差信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明介紹一種用于檢測(cè)雙端通話情況的方法以及使用所述方法的回聲消除系統(tǒng)。根據(jù)示范性實(shí)施例，所述方法可用于回聲消除系統(tǒng)的雙端通話檢測(cè)器并且包含以下步驟獲得輸入信號(hào)的第一功率；獲得第二功率，其中所述第二功率是至少一個(gè)所估計(jì)信號(hào)的功率組合；根據(jù)所述第一功率與所述第二功率之間的功率關(guān)系來判定是否發(fā)生所述雙端通話情況；當(dāng)所述第一功率大于所述第二功率時(shí)判定發(fā)生所述雙端通話情況。
文檔編號(hào)H04M9/08GK102984406SQ20121040597
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月1日
發(fā)明者池相鉉, 林明珍 申請(qǐng)人:美商威睿電通公司