[發明專利]一種民航地空通信的嘯叫抑制裝置及方法

在審

• 申請號: 202110411035.4
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113194386A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 萬雄;劉濤;莫運如
• 申請（專利權）人: 成都天奧信息科技有限公司
• 主分類號: H04R3/02
• 分類號: H04R3/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.一種民航地空通信的嘯叫抑制裝置，包括依次連接的音頻預處理電路、音頻放大電路和音頻輸出電路，其特征在于，在音頻預處理電路和音頻放大電路之間設有嘯叫聲頻率檢測電路，在音頻放大電路和音頻輸出電路之間設有可編程濾波器。

所述嘯叫聲頻率檢測電路包括串聯的ADC轉換器、帶通濾波器、帶有嘯叫聲頻率檢測功能的FPGA和DAC轉換器；所述ADC轉換器與音頻預處理電路的輸出端連接，所述DAC轉換器與音頻放大電路的輸入端連接；帶有嘯叫聲頻率檢測功能的FPGA用于對ADC轉換后的音頻數據進行嘯叫聲頻率檢測得到嘯叫頻率值，當產生嘯叫時，可編程濾波器設置成中心頻率為嘯叫頻率值的帶阻濾波器，當沒有發生嘯叫時，可編程濾波器設置成正常語音帶寬的帶通濾波器。

2.根據權利要求1所述的一種民航地空通信的嘯叫抑制裝置，其特征在于，所述音頻放大電路包括串接的第一音頻放大器、數字電位器、第二音頻放大器和RC濾波電路，所述第一音頻放大器和DAC轉換器連接，所述RC濾波電路和可編程濾波器連接。

3.根據權利要求1所述的一種民航地空通信的嘯叫抑制裝置，其特征在于，所述音頻輸出電路包括分路開關、EM接口和帶有聲卡的PC機，所述EM接口和帶有聲卡的PC機分別與分路開關連接，所述分路開關與可編程濾波器連接。

4.根據權利要求3所述的一種民航地空通信的嘯叫抑制裝置，其特征在于，所述帶聲卡的PC機包括VoIP應用程序和LAN口，音頻信號經過VoIP應用程序處理后通過LAN口輸出VoIP音頻數據包。

5.一種民航地空通信的嘯叫抑制方法，應用于如權利要求1所述的民航甚高頻地空通信嘯叫抑制裝置中，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、將經過ADC轉換器轉換后的話音數據輸入到正常語音帶寬的帶通濾波器中，得到話音信號s[n]；

步驟S2、對得到的話音信號s[n]進行嘯叫聲頻率檢測，得到嘯叫頻率檢測值；

步驟S3、將所述嘯叫頻率檢測值平滑濾波處理，判斷設定時間內經平滑濾波處理后的嘯叫頻率檢測值是否發生變化；

步驟S4、若步驟S3中的判斷結果為未發生變化，則將可編程濾波器的中心頻率設為嘯叫頻率檢測值，將話音信號s[n]通過可編程濾波器濾除嘯叫頻率；

步驟S5、若步驟S3中的判斷結果為發生變化，則將可編程濾波器設置為正常語音帶寬的帶通濾波器，話音信號s[n]經濾波后輸出。

6.根據權利要求5所述的一種民航甚高頻地空通信嘯叫抑制方法，其特征在于，步驟S2中嘯叫聲頻率檢測的具體過程為：

步驟S21、對話音信號s[n]取符號運算，得到話音數據x[n]；

步驟S22、對話音數據x[n]進行運算并擬合出譜序列P(k)，在所述譜序列中搜尋譜線峰值，得到譜線峰值頻率f；

步驟S23、根據譜線峰值計算得到嘯叫頻率檢測值f0。

7.根據權利要求6所述的一種民航甚高頻地空通信嘯叫抑制方法，其特征在于，對話音數據x[n]進行運算的具體過程為：

步驟S221、對話音數據x[n]進行正交變換運算，得到正交變量Xs(k)和Xc(k)；

步驟S222、對所述正交變量Xs(k)和Xc(k)計算絕對值，得到正交變量絕對值|Xs(k)|和|Xc(k)|，根據正交變量絕對值計算正交變換最大絕對值Max和最小絕對值Min；

步驟S223、對正交變換最小絕對值Min的1/2和最大絕對值Max求和，擬合出譜序列P(k)。

8.根據權利要求7所述的一種民航甚高頻地空通信嘯叫抑制方法，其特征在于，得到兩個正交變量Xs(k)和Xc(k)的具體計算過程為：對x[n]分別在正弦和余弦方向取符號運算，計算公式為：

其中，n為序列號，k的取值范圍為1-N，N為數據幀的長度。

9.根據權利要求6所述的一種民航甚高頻地空通信嘯叫抑制方法，其特征在于，嘯叫頻率檢測值的計算過程為：

f0＝f*fs/N；其中，fs為采樣率；N為數據幀的長度。