一種判斷濾波器狀態(tài)發(fā)散的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通信領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種判斷濾波器狀態(tài)發(fā)散的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在通信系統(tǒng)中，通話質(zhì)量會受到回聲的影響，如果通話過程中，尤其是免提條件下 不進(jìn)行回聲消除，則無法實(shí)現(xiàn)正常通話。所謂回聲，是指近端揚(yáng)聲器發(fā)出的語音信號直接或 間接地被麥克風(fēng)采集并傳回遠(yuǎn)端的情況，即通話中的一方又從自己使用的電話中聽到了自 己的聲音。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用自適應(yīng)濾波器技術(shù)對回聲進(jìn)行消除。自適應(yīng)濾波器利用遠(yuǎn) 端信號去模擬回聲產(chǎn)生的路徑并生成估計的回聲信號，然后從近端信號中減去估計的回聲 信號后再發(fā)送到遠(yuǎn)端。
[0004] 具體的，如圖1所示，圖1為本發(fā)明【背景技術(shù)】中回聲消除器工作原理示意圖，圖1 中右側(cè)實(shí)線框圖內(nèi)的一條直線和兩條曲線用來模擬遠(yuǎn)端的聲音從揚(yáng)聲器發(fā)出并由麥克采 集的傳播過程。其中，曲線表示遠(yuǎn)端的聲音經(jīng)過反射被麥克接收。圖1中的虛線框?yàn)榈湫?的聲學(xué)回聲消除器，假設(shè)用戶A和用戶B正在通話，將麥克采集到的近端信號d(n)，可W理 解為用戶A自己的說話的聲音和用戶B的回聲，若用戶A不說話則只有用戶B的回聲，和 遠(yuǎn)端傳送過來與該近端信號同步的的遠(yuǎn)端信號X(n)，可W理解為與用戶A進(jìn)行通話的用戶 B說話的聲音，將兩個信號輸入到回聲消除器中，根據(jù)自適應(yīng)濾波器原理可W計算濾波器系 數(shù)矢量、并根據(jù)濾波器系數(shù)矢量模擬圖1中右側(cè)實(shí)線框圖內(nèi)的回聲傳播路徑、W及計算經(jīng) 過回聲消除器處理后的輸出信號e(n)。進(jìn)一步地，將該輸出信號e(n)傳送回遠(yuǎn)端，即用戶 B，完成整個回聲消除過程，保證用戶之間的通話質(zhì)量。 陽0化]由上可知，參閱圖2所示，圖2為本發(fā)明【背景技術(shù)】中自適應(yīng)濾波器工作原理示 意圖，其中，自適應(yīng)濾波器的輸入信號為近端信號d(n)和與該近端信號同步的遠(yuǎn)端信號 x(n)，經(jīng)過自適應(yīng)濾波器回聲消除處理后得到的輸出信號為e(n)，并將該輸出信號發(fā)送到 遠(yuǎn)端。進(jìn)一步地，濾波器狀態(tài)發(fā)散與否決定了輸出信號e(n)的質(zhì)量，如果濾波器狀態(tài)發(fā)散， 則表示輸出信號失真，回聲消除器失效，將會嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。
[0006] 因此，通過檢測濾波器狀態(tài)是否發(fā)散可W判斷輸出信號是否失真，若濾波器狀態(tài) 發(fā)散，則回聲消除器肯定會受到影響，甚至失效，導(dǎo)致輸出信號失真，若濾波器狀態(tài)收斂，貝U 說明回聲被大部分消除，通話質(zhì)量較好。因此，針對濾波器狀態(tài)的檢測是回聲消除系統(tǒng)乃至 通信系統(tǒng)的一個重要組成部分，是判斷輸出信號質(zhì)量W及通信質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中，常用的檢測濾波器狀態(tài)是否發(fā)散的方法為計算回聲損耗增益巧Cho ReturnLossEnhancement,ERLE)，即回聲信號能量與殘留回聲信號能量的差值，該方法用 于評估回聲消除器對回聲的抵消性能，具體公式如下：
[0008] ERLE(n) = 10*logi〇E[d2(n)]/E[e2(n)]
[0009] 上述公式中，E[d2(n)]表示麥克采集到的近端信號能量，近端信號包括回聲和其 他信號；E[e2(n)]表示回聲消除器的輸出信號能量，輸出信號包括前面所述的其他信號及 殘留回聲。運(yùn)里所說的其他信號，為實(shí)際通話中用戶說話的語音信號，W及近端的環(huán)境噪聲 等，因此，在處理過程中默認(rèn)所述其他信號不受影響。
[0010] 當(dāng)濾波器狀態(tài)收斂時，ERLE相對穩(wěn)定，當(dāng)自適應(yīng)濾波器被干擾而使濾波器狀態(tài)發(fā) 散時，ERLE將明顯降低，具體的，可W通過設(shè)定口限值來判斷濾波器狀態(tài)是否收斂，當(dāng)邸LE 高于預(yù)設(shè)口限時說明濾波器狀態(tài)收斂，當(dāng)ERLE小于預(yù)設(shè)口限時說明濾波器狀態(tài)發(fā)散。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)是基于信號的能量來評估濾波器狀態(tài)是否發(fā)散，計算ERLE需要計算近 端信號和輸出信號的能量差值，但是由于語音信號本身波動較大，由此造成的信號能量波 動也比較大，在計算ERLE時，為了平滑信號的波動性，需要額外運(yùn)算對信號進(jìn)行平滑處理， 同時為了控制ERLE動態(tài)范圍，還需要將運(yùn)算轉(zhuǎn)化為對數(shù)域的計算，因此，整個計算過程的 復(fù)雜度較高。此外，如果近端信號所處環(huán)境發(fā)生變化，如噪聲變化，對ERLE的穩(wěn)定性也會產(chǎn) 生影響，進(jìn)而可能造成對濾波器狀態(tài)是否發(fā)散的判斷出現(xiàn)錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種判斷濾波器狀態(tài)發(fā)散的方法及裝置，用W解決現(xiàn)有技術(shù)中 存在的濾波器狀態(tài)判斷方法計算復(fù)雜度較高、且可能出現(xiàn)判斷錯誤的問題。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例提供的具體技術(shù)方案如下：
[0014] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種判斷濾波器狀態(tài)發(fā)散的方法，包括：
[0015] 采集近端信號W及與所述近端信號同步的遠(yuǎn)端信號，并
[0016] 分別針對所述近端信號和所述遠(yuǎn)端信號進(jìn)行同步分帖處理，獲得N對同步帖，每 一對同步帖包括一個近端信號帖W及一個與所述近端信號帖同步的遠(yuǎn)端信號帖；
[0017] 將所述N對同步帖通過濾波器進(jìn)行濾波處理，獲得對應(yīng)所述N對同步帖的N個濾 波器系數(shù)矢量均值；
[0018] 根據(jù)所述N個濾波器系數(shù)矢量均值，分別計算對應(yīng)所述N對同步帖的N個濾波器 系數(shù)狀態(tài)參考量；
[0019] 當(dāng)所述N個濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量中存在至少M(fèi)個濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量大于預(yù) 設(shè)的口限值時，確定所述濾波器狀態(tài)發(fā)散；
[0020] 其中，M為預(yù)設(shè)值，所述N和M均為正整數(shù)，且N>M。
[0021] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述分別針對所述近端 信號和所述遠(yuǎn)端信號進(jìn)行同步分帖處理，獲得N對同步帖，包括：
[0022] 根據(jù)預(yù)設(shè)帖長，將所述近端信號按照信號時序先后順序進(jìn)行分帖處理，獲得N個 近端信號帖；
[0023] 同時，根據(jù)所述預(yù)設(shè)帖長，將與所述近端信號同步的遠(yuǎn)端信號按照信號時序先后 順序進(jìn)行分帖處理，獲得N個與所述近端信號帖同步的遠(yuǎn)端信號帖；
[0024] 將獲得的任意一個近端信號帖W及與所述任意一個近端信號帖同步的遠(yuǎn)端信號 帖構(gòu)成一對同步帖，共獲得N對同步帖。
[0025] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所述N對同步帖 通過濾波器進(jìn)行濾波處理，獲得對應(yīng)N對同步帖的N個濾波器系數(shù)矢量均值，包括：
[00%] 針對每一對同步帖，分別執(zhí)行：
[0027] 根據(jù)預(yù)設(shè)帖長和第一預(yù)設(shè)算法確定當(dāng)前一對同步帖對應(yīng)的濾波器系數(shù)矢量更新 次數(shù)T，W及T次濾波器系數(shù)矢量更新對應(yīng)的T個更新結(jié)果，其中，T為正整數(shù)；
[0028] 根據(jù)所述當(dāng)前一對同步帖對應(yīng)的濾波器系數(shù)矢量更新次數(shù)T W及所述T次濾波 器系數(shù)矢量更新對應(yīng)的T個更新結(jié)果，獲得對應(yīng)所述當(dāng)前一對同步帖的濾波器系數(shù)矢量均 值。
[0029] 結(jié)合第一方面，或W上第一方面的任何一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第=種可能的實(shí) 現(xiàn)方式中，所述根據(jù)N個濾波器系數(shù)矢量均值，分別計算對應(yīng)N對同步帖的N個濾波器系數(shù) 狀態(tài)參考量，包括：
[0030] 針對每一個濾波器系數(shù)矢量均值，分別執(zhí)行：
[0031] 根據(jù)當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值，按照預(yù)設(shè)布圖規(guī)則確定所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量 均值對應(yīng)的濾波器系數(shù)分布圖，并
[0032] 根據(jù)所述濾波器系數(shù)分布圖，將所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值中的元素至少分為 主反射區(qū)元素、主反射區(qū)左側(cè)元素和主反射區(qū)右側(cè)元素，其中，所述主反射區(qū)元素是指所述 濾波器系數(shù)分布圖中預(yù)設(shè)滑動窗內(nèi)包含的所有元素的平方和為最大值時所述預(yù)設(shè)滑動窗 內(nèi)包含的元素，且所述濾波器系數(shù)分布圖中所述預(yù)設(shè)滑動窗左側(cè)的元素為所述主反射區(qū)左 側(cè)元素，所述預(yù)設(shè)滑動窗右側(cè)的元素為所述主反射區(qū)右側(cè)元素；
[0033] 計算所有主反射區(qū)右側(cè)元素的平方和，作為所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值對應(yīng)的 第一能量值；
[0034] 計算所有主反射區(qū)元素、所有主反射區(qū)左側(cè)元素和所有主反射區(qū)右側(cè)元素的平方 和，作為所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值對應(yīng)的第二能量值，W及
[0035] 根據(jù)第二預(yù)設(shè)算法計算所述第二能量值的平滑值；
[0036] 根據(jù)所述第一能量值、W及所述第二能量值的平滑值，采用第=預(yù)設(shè)算法確定所 述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值對應(yīng)的濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量。
[0037] 結(jié)合第一方面，或W上第一方面的任何一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí) 現(xiàn)方式中，所述根據(jù)N個濾波器系數(shù)矢量均值，分別計算對應(yīng)N對同步帖的N個濾波器系數(shù) 狀態(tài)參考量，包括：
[0038] 針對每一個濾波器系數(shù)矢量均值，分別執(zhí)行：
[0039] 根據(jù)當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值，按照預(yù)設(shè)布圖規(guī)則確定所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量 均值對應(yīng)的濾波器系數(shù)分布圖，并
[0040] 根據(jù)所述濾波器系數(shù)分布圖，將所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值中的元素至少分為 主反射區(qū)元素、主反射區(qū)左側(cè)元素和主反射區(qū)右側(cè)元素，其中，所述主反射區(qū)元素是指所述 濾波器系數(shù)分布圖中預(yù)設(shè)滑動窗內(nèi)包含的所有元素的平方和為最大值時所述預(yù)設(shè)滑動窗 內(nèi)包含的元素，且所述濾波器系數(shù)分布圖中所述預(yù)設(shè)滑動窗左側(cè)的元素為所述主反射區(qū)左 側(cè)元素，所述預(yù)設(shè)滑動窗右側(cè)的元素為所述主反射區(qū)右側(cè)元素；
[0041] 計算所有主反射區(qū)元素、所有主反射區(qū)左側(cè)元素和所有主反射區(qū)右側(cè)元素的平方 和，作為所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值對應(yīng)的第二能量值，W及
[0042] 根據(jù)所述第二預(yù)設(shè)算法計算所述第二能量值的平滑值；
[0043] 計算所有主反射區(qū)左側(cè)元素和所有主反射區(qū)右側(cè)元素的平方和，作為所述當(dāng)前濾 波器系數(shù)矢量均值對應(yīng)的第=能量值；
[0044] 根據(jù)所述第=能量值、W及所述第二能量值的平滑值，采用所述第=預(yù)設(shè)算法確 定所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值對應(yīng)的濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量。
[0045] 結(jié)合第一方面，或W上第一方面的任何一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí) 現(xiàn)方式中，根據(jù)所述濾波器系數(shù)分布圖，將所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值中的元素至少分 為主反射區(qū)元素、主反射區(qū)左側(cè)元素和主反射區(qū)右側(cè)元素，包括：
[0046] 根據(jù)所述濾波器系數(shù)分布圖，確定所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值中絕對值最大的 兀素；
[0047] 構(gòu)建一個滑動窗，根據(jù)所述絕對值最大的元素的絕對值確定所述滑動窗的窗高， W預(yù)設(shè)數(shù)值為所述滑動窗的窗長；
[0048] 將所述滑動窗在所述濾波器系數(shù)分布圖上從所述當(dāng)前濾波器系數(shù)矢量均值中的 第一個元素滑動至最后一個元素，確定所述滑動窗內(nèi)包含的所有元素的平方和為最大值 時，所述滑動窗內(nèi)包含的元素為所述主反射區(qū)元素，所述滑動窗左側(cè)的元素為所述主反射 區(qū)左側(cè)元素，所述滑動窗右側(cè)的元素為所述主反射區(qū)右側(cè)元素。
[0049] 結(jié)合第一方面，或W上第一方面的任何一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí) 現(xiàn)方式中，在確定所述濾波器狀態(tài)發(fā)散之后，所述方法還包括：
[0050] 停止更新濾波器系數(shù)矢量，并將當(dāng)前的濾波器系數(shù)矢量清零。
[0051] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種判斷濾波器狀態(tài)發(fā)散的裝置，包括：
[0052] 采集模塊，用于采集近端信號W及與所述近端信號同步的遠(yuǎn)端信號；
[0053] 分帖模塊，用于分別針對所述采集模塊采集的所述近端信號和所述遠(yuǎn)端信號進(jìn)行 同步分帖處理，獲得N對同步帖，每一對同步帖包括一個近端信號帖W及一個與所述近端 信號帖同步的遠(yuǎn)端信號帖；
[0054] 濾波模塊，用于將所述分帖模塊獲得的所述N對同步帖通過濾波器進(jìn)行濾波處 理，獲得對應(yīng)所述N對同步帖的N個濾波器系數(shù)矢量均值；
[0055] 判斷模塊，用于根據(jù)所述濾波模塊獲得的所述N個濾波器系數(shù)矢量均值，分別計 算對應(yīng)所述N對同步帖的N個濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量；
[0056]W及當(dāng)所述N個濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量中存在至少M(fèi)個濾波器系數(shù)狀態(tài)參考量大 于預(yù)設(shè)的口限值時，確定所述濾波器狀態(tài)發(fā)散；
[0057] 其中