[發明專利]一種應用于回聲抵消系統的雙端通話檢測方法

有效

• 申請號: 201811000857.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109348072B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 張正文;饒鼎;陳卓;李婕;熊厚博;韋琳
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H04M3/22
• 分類號: H04M3/22;G10L21/0208
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;劉丹

本發明涉及一種應用于回聲抵消系統的雙端通話檢測方法，該方法包括：步驟1，計算遠端信號和麥克風信號的信號包絡，得出判定函數ξ_env(n)，再與設定的閾值T進行比較判斷雙端通話是否發生；步驟2，根據步驟1的判斷結果，如果判斷發生雙端通話，則濾波器停止更新，否則，利用遠端信號和麥克風信號進行NCC計算；步驟3，利用步驟2得到的NCC判定式得到最終的判定函數η(n)，將NCC計算結果與設定的閾值K進行比較，最終確定雙端通話是否發生，如果判斷發生雙端通話，則濾波器停止更新，否則，濾波器繼續更新。本方法與傳統的雙端通話檢測算法相比，可以準確地判斷雙端通話的開始與結束，避免了濾波器的發散，提高了回聲抵消系統性能。

技術領域

本發明涉及電子通信技術領域，具體涉及一種應用于回聲抵消系統的雙端通話檢測方法，尤其是一種基于信號包絡檢測(Envelope detection，Env)和互相關估計(Normalized cross correlation，NCC)的雙端通話檢測(Double talk detection,DTD)方法。

背景技術

在聲學回聲消除(Acoustic echo cancellation，AEC)系統中，自適應濾波技術用于消除對話期間的回聲。其中一個主要問題是處理雙端通話，在雙端通話期間，由于遠端語音信號x(n)與近端語音信號s(n)的不相關特性，近端信號s(n)表現為一個很強的干擾信號，使得自適應濾波算法性能下降，甚至出現自適應濾波器發散，導致遠端講話人聽到自己的回聲，這是非常糟糕的體驗。自從第一種基于自適應濾波器的回聲消除器的發展以來，已經提出了幾種方法來檢測雙端通話，從而避免濾波器發散。圖1給出了具有雙端通話檢測功能的AEC框圖：如圖1所示，傳統的NCC算法在AEC系統中的應用是通過計算麥克風信號y(n)和誤差信號e(n)之間的互相關系數來判定是否出現雙端通話。

根據DTD的檢測結果，如果不存在雙端通話，自適應濾波器可以更新其系數，反之，自適應濾波器停止更新。目前，最為常見的DTD算法有Geigel和NCC算法。Geigel算法因其簡單易實現而被廣泛使用，由于回聲路徑中的信號衰減，回聲的能量通常遠小于遠端語音的能量。通過當前的麥克風輸入信號和一段時間之內的揚聲器輸出信號的最大值做對比來判斷是否發生雙端通話。但是這個方法的性能還取決于自適應濾波器的輸出和實際的應用環境。在信噪比較低的環境下，通常會出現錯誤的檢測結果，導致濾波器發散。NCC算法是通過比較麥克風和誤差信號之間的互相關系數來判定是否出現雙端通話。由于NCC算法的簡單性，如果采用麥克風和誤差信號來計算互相關，在自適應濾波器的初始收斂周期內麥克風和誤差信號之間的互相關性很高，導致出現錯誤的檢測結果。

理論上來說，在雙端通話期間，麥克風輸入信號能量大于遠端信號能量。但是在實際應用環境中，室內脈沖響應和回聲路徑是未知的，當回聲的延遲較長將對雙端檢測系統有影響。在這種情況下，麥克風信號可能低于遠端輸入能量，可能導致錯誤的雙端通話判定。雖然這種情況很少發生，但是一旦發生，可能導致濾波器發散而降低系統性能。

發明內容

本發明的目的是：針對上述已有方法的問題，提出一種基于信號包絡檢測(Env)和NCC算法相結合的雙端通話檢測DTD方法，以期能準確判斷雙端通話的開始與結束，提升整個AEC系統的性能，從而更好地應用于實際場景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種應用于回聲抵消系統的雙端通話檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1，計算遠端信號和麥克風信號的信號包絡，得出判定函數ξ_env(n)，再與設定的閾值T進行比較判斷雙端通話是否發生；

步驟2，根據步驟1的判斷結果，如果判斷發生雙端通話，則濾波器停止更新，否則，利用遠端信號和麥克風信號進行NCC計算；