[發明專利]一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法、裝置、設備和系統

在審

• 申請號: 202310273614.6
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116312597A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 唐法榮;劉嘉琪;劉燕婧
• 申請（專利權）人: 中電科航空電子有限公司
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208;H04R3/02;G10L21/0264
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，包括：

采用峰均功率比、幀間峰值幅度保持度、峰值諧波功率比結合幀間幅度譜斜率偏差，對話音信號進行嘯叫檢測；

當檢測到嘯叫發生后，加載訓練序列并利用所述訓練序列對自適應濾波器進行訓練；

利用訓練好的自適應濾波器對話音信號進行濾波，嘯叫成分被抑制掉。

2.根據權利要求1所述的一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，對話音信號進行嘯叫檢測，具體包括：

對話音信號幀進行離散傅里葉變換并求模值的平方得到話音信號幀的能量譜；

根據能量譜計算每個頻點的峰均功率比以及幀間峰值幅度保持度，其中，所述幀間峰值幅度保持度為峰均功率比連續超過預設閾值的幀數；

將所述幀間峰值幅度保持度與預設閾值作比較，篩選出疑似嘯叫頻點；

對所有小于N/2的疑似嘯叫頻點進行嘯叫判定：計算疑似嘯叫頻點的峰值諧波功率比，如果峰值諧波功率比超過預設閾值，則計算該頻點的幀間幅度譜斜率偏差，如果幀間幅度譜斜率偏差超過預設閾值，則將該疑似嘯叫頻點判定為嘯叫頻點；其中，N為話音信號幀的長度。

3.根據權利要求2所述的一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，當出現兩個相鄰頻點的峰均功率比同時超過預設閾值時，則采用帕斯瓦爾定理來解決鄰頻模糊的問題。

4.根據權利要求2所述的一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，對所有小于N/2的疑似嘯叫頻點進行嘯叫判定，具體包括：

計算疑似嘯叫頻點的峰值諧波功率比時，如果疑似嘯叫頻點小于N/4，則考慮該疑似嘯叫頻點的0.5、1.5、2、3和4次諧波；如果疑似嘯叫頻點大于等于N/4小于N/2，則考慮該疑似嘯叫頻點的0.5、1.5和2次諧波；

計算疑似嘯叫頻點的能量與其對應考慮的諧波的能量的比值即可得到峰值諧波功率比且峰值諧波功率比均超過預設閾值，則保留對該疑似嘯叫頻點的判定；

根據保存的前Q幀的保留的疑似嘯叫頻點的能量，計算得到保留的疑似嘯叫頻點的幀間幅度譜斜率偏差；

如果該幀間幅度譜斜率偏差超過預設閾值，則判定保留的疑似嘯叫頻點為嘯叫頻點。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，訓練序列的加載方法具體包括：

判斷音頻緩存中是否有待播放的音頻數據；

如果有，則加載待播放的音頻數據作為訓練序列，否則，生成偽隨機序列作為訓練序列。

6.根據權利要求5所述的一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，所述自適應濾波器采用階數為L的有限沖激響應濾波器，濾波器系數長度為L+1，L為一個偶數。

7.根據權利要求6所述的一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制方法，其特征在于，所述自適應濾波器訓練過程包括：

計算所述濾波器的輸出；

計算所述濾波器的輸入與輸出之間的誤差；

基于所述誤差，對所述濾波器系數進行更新。

8.一種飛機駕駛艙嘯叫檢測和抑制裝置，其特征在于，包括嘯叫檢測模塊和嘯叫抑制模塊；

所述嘯叫檢測模塊采用峰均功率比、幀間峰值幅度保持度、峰值諧波功率比結合幀間幅度譜斜率偏差對話音信號進行嘯叫檢測，當檢測到嘯叫發生后，將訓練序列加載進來；

所述嘯叫抑制模塊包括自適應濾波器，利用所述訓練序列對所述自適應濾波器進行訓練，并采用訓練好的自適應濾波器對話音信號進行濾波，嘯叫成分被抑制掉。

9.一種機載電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-7中任一項所述方法的步驟。

10.一種飛機駕駛艙音頻系統，其特征在于，包括權利要求9所述的機載電子設備；

所述機載電子設備用于對麥克風信號進行嘯叫檢測和抑制后輸出至揚聲器進行播放；

所述揚聲器播放的話音信號經過駕駛艙的聲場后經所述麥克風采集。