CN1917038A - 一种在scdma手机中识别并消除远端语音产生的回声的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在SCDMA手机中识别并消除远端语音产生的回声的方法，包括：(1)在近端获取一帧采样信号，根据其之前远端5－15帧的能量判断远端是否存在语音，如果存在，则需要对近端该帧进行语音回声检测，如果不存在，则不需要对近端该帧进行语音回声检测，转到步骤(4)；(2)对于需要进行语音回声检测的帧，计算该帧信号的低频能量，判断是否只存在回声；(3)对于判断只存在回声的情况，对判断的结果进行平滑，对于平滑之后的判断结果仍为回声的，采取舒适噪声信号代替回声，否则不改变当前帧的信号；(4)对语音或者代替回声的舒适噪声进行编码传输。该方法应用于SCDMA手机中，能够抑制大部分的声学回声，提高语音质量。
Description
技术领域
本发明涉及在无线通信应用***中，利用频谱特性识别并消除手机远端语音在近端产生的回声的一种方法。
背景技术
在手机中，源自接收器(耳机)的声波，通过位于声音路径上的固体物体反射进入手机的麦克风(话筒)中或扬声器电话中，从而形成声学回声，引起通话质量降低。
目前，消除声学回声的方法主要是基于双端通话(Double Talk)检测，双端通话检测即检测手机当前通话的状态，是只存在远端语音(只有听筒声音)、只存在近端语音(只有话筒声音)、还是远端近端语音同时存在(双端通话)。用于双端通话检测的主要方法是依据Geigel算法—***对回声信号能量的衰减大于6dB—来设计实现的。但是，在许多实际应用中，例如SCDMA手机中，回声信道并不满足Geigel算法，不能够简单地应用Geigel算法来进行双端通话检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种在SCDMA手机中实现简单，占用资源较少，能够有效地进行双端检测，识别远端回声的方法，以消除SCDMA无线通信***中产生的声学回声。
本发明主要利用回声信号低频能量比有效语音低的特性，对手机产生的远端回声和近端有效语音进行区分，以达到抑制声学回声的目的。
本发明包括以下步骤：
(1)在近端获取一帧采样信号，根据其之前远端5～15帧的能量判断远端是否存在语音，如果有，则需要对近端该帧进行语音回声检测(VED)，如果没有，则不需要对近端该帧进行语音回声检测，转到步骤(4)；
(2)对于需要进行语音回声检测的帧，计算该帧信号的低频能量，如果其低频能量小于一门限则认为只存在回声，否则认为存在有效语音或者回声和有效语音同时存在；
(3)对于判断只存在回声的情况，对判断的结果进行平滑，对于平滑之后的判断结果仍然为回声的，采取舒适噪声信号代替回声输入语音编码器，否则不改变当前帧的信号；
(4)对语音或者代替回声的舒适噪声进行编码传输。
对采用了本发明方法的SCDMA终端V32手机进行测试，人耳能够较明显的感觉到声学回声有所减弱，声音的效果得到了改善。
附图说明
图1为本发明所述的在SCDMA手机中识别并消除远端语音产生的回声的方法的处理流程图；
图2a～2f分别示出了对于远端语音源信号，近端回声信号，近端有效语音信号进行频率特性分析所得到曲线图，其中图2a、图2c、图2e为4096点的信号波形曲线，而图2b、图2d、图2f为4096点的幅频特性曲线；
图3a～图3c分别为在麦克风处输入的近端信号为静音、回声和有效语音的情况下，计算得到的低频能量的曲线图：
图4为在SCDMA V32手机中实现回声消除处理的详细流程图。
具体实施方式
图1示出了本发明所述的在SCDMA手机中识别并消除远端语音产生的回声的方法的基本处理流程。
如图2a～图2f所示，对于在SCDMA手机上采集的远端语音源信号，近端回声信号，近端有效语音信号做频率特性的分析，其中图2a、图2c、图2e为4096点的信号波形曲线，而图2b、图2d、图2f为4096点的幅频特性曲线，可以看到有效语音信号的能量主要集中在低频，而经过回声信道产生的回声的能量主要集中在高频，回声的全频带能量不一定满足Geigle算法，但是可以利用低频能量的大小对回声和有效语音进行区分，从而达到消除回声的目的。
图3a～图3c分别为在SCDMA手机麦克风处输入的近端信号为静音、回声和有效语音的情况下，在手机中使用DSP算法计算得到的低频能量的曲线，其中横坐标表示对应的帧数，可以看出有效语音的低频能量要高于静音和回声，把低频能量作为区别回声和有效语音的条件是有效的。
如图4所示，在SCDMA终端V32手机中使用本发明的方法进行实验测试，具体步骤如下：
1、从近端(手机话筒处)采样得到一帧信号，根据其之前的远端(听筒里)5～15帧(认为回声信道延时在50ms～150ms之间)的能量是否有大于等于某一门限T1(该数值为经验值)判断远端是否存在语音，如果判断远端存在语音则需要对近端该帧进行语音回声检测，如果判断远端不存在语音，则近端肯定不存在回声，不需要对近端该帧进行语音回声检测，转到步骤4；
2、对于需要进行语音回声检测的帧，计算该帧信号的低频能量E1，如果E1小于门限T2(该数值为经验值)，则认为近端只存在回声，将该帧的语音回声检测结果置为“0(回声)”，否则认为近端存在有效语音或者回声和有效语音同时存在，将该帧的语音回声检测结果置为“1(语音)”，转入步骤4；
3、对于判断只存在回声的情况，对判断的结果进行平滑，如果当前帧之前的多个帧的语音回声检测结果连续为“1”的数目超过了T3(该数值经验值)，则认为有效语音已经开始，即使该帧的能量不再满足大于T2时，如果同时满足以下两个条件：
a)出现时间处于有效语音之后10帧以内；
b)低频能量大于另一门限T4(该数值为经验值)；
则认为存在有效语音或者回声和有效语音同时存在，否则认为只存在回声；
对于平滑之后的判断结果仍然为回声的，采取舒适噪声信号代替回声，否则不改变当前帧的信号；
4、对语音或者代替回声的舒适噪声进行编码传输。
通过使用本发明所述方法，能够有效地进行双端通话检测，识别出远端回声，从而消除SCDMA无线通信***中产生的声学回声。对采用了本发明方法的SCDMA终端V32手机进行测试，人耳能够较明显的感觉到声学回声有所减弱，声音的效果得到了改善。
Claims (4)
1.一种在SCDMA手机中识别并消除远端语音产生的回声的方法，其包括以下步骤：
(1)在近端获取一帧采样信号，根据其之前远端多个帧的能量判断远端是否存在语音，如果存在，则需要对近端该帧进行语音回声检测，如果不存在，则不需要对近端该帧进行语音回声检测，转到步骤(4)；
(2)对于需要进行语音回声检测的帧，计算该帧信号的低频能量，如果其低频能量小于一门限则认为只存在回声，否则认为存在有效语音或者回声和有效语音同时存在；
(3)对于判断只存在回声的情况，对判断的结果进行平滑，对于平滑之后的判断结果仍然为回声的，采取舒适噪声信号代替回声，否则不改变当前帧的信号；
(4)对语音或者代替回声的舒适噪声进行编码传输。
2.如权利要求1所述的一种方法，其特征在于，步骤(1)中，判断远端是否存在语音的依据是：如果近端该帧之前的5～15帧远端信号帧能量有大于等于某一门限的，则判断远端存在语音。
3.如权利要求1或2所述的一种方法，其特征在于，步骤(2)中，当所述近端信号帧的低频能量小于一门限时，将该信号的语音回声检测结果置为0，否则，将其语音回声检测结果置为1。
4.如权利要求3所述的一种方法，其特征在于，在步骤(3)中所述平滑过程包括以下步骤：如果当前帧之前的多个帧的语音回声检测结果连续为“1”的数目超过了一定值，则认为有效语音已经开始，即使该帧的能量不再满足大于步骤(2)中所述门限时，如果其同时满足以下两个条件：
a)出现时间处于有效语音之后10帧以内；
b)其低频能量大于另一门限；
则认为存在有效语音或者回声和有效语音同时存在，否则认为只存在回声。
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