专利名称：一种送受话端采样率偏差纠正系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及音频处理技术领域，特别涉及一种送受话端采样率偏差纠正系统。
背景技术：
语音通讯中，为保证通话质量和设备安全，通常会在语音通讯中做回声消除。目前常用的回声消除方法中，当受话端信号、送话端信号已知时，通过二者计算出回声路径滤波器以及回声信号，并将回声信号从送话端信号中消去，避免回声干扰通讯。然而，当今大多数通讯已经实现数字化，受话端信号和送话端信号都是以数字方式传输的。由于采样时钟的不同，送受话端信号可能存在采样率差异，采样率差异会降低回声路径滤波器以及回声信号的估计精度，导致回声消除性能下降。为了降低或消除采样率偏差对回声消除性能的影响，需要在回声消除之前计算出送受话端信号之间的采样率偏差并进行纠正。在计算采样率偏差时，现有方案一的做法是，统计一段时间内送受话端信号的采样时钟周期计算得到两端的采样率差异。现有方案二的做法是默认不同设备的采样率差异在20Hz以内，采用纯算法的方式，计算出采样率差异。在纠正采样率偏差时，现有方案通常采用将计算得到的采样率差异传递给回声消除滤波器，由回声消除系统进行相应的调节。现有的采样率偏差纠正方案至少具有如下缺陷:在计算采样率偏差时，现有方案一需要监测送受话端采样时钟，在一些情况下需要特别的硬件设置，比如设置高性能的CPU，对硬件要求较高，现有方案二在计算上较为繁琐，占用的存储资源也较多，并且仅适用于预先设置的采样率偏差的变动范围，采样率偏差的估计精度也容易受到外在干扰的影响。而且现有方案并不直接对信号进行采样率偏差纠正，而只是将采样率偏差传递至回声消除系统由回声消除系统进行调节处理，这种由回声消除系统调节的方式，增加了回声消除系统的负担，影响了回声消除的效果。
实用新型内容本实用新型提供了一种送受话端采样率偏差纠正系统，以解决现有方案要么对硬件设置要求较高，要么计算繁琐、适用范围较窄的问题以及现有方案中不直接对信号进行采样率偏差纠正所导致回声消除系统负担较重的问题。为达到上述目的，本实用新型实施例采用了如下技术方案:本实用新型实施例提供了一种送受话端采样率偏差纠正系统，所述系统包括:时延估计器、采样率偏差估计器和采样率调整器，所述时延估计器的输入端接入送话端信号和受话端信号，所述时延估计器的输出端连接至采样率偏差估计器的输入端，所述采样率偏差估计器的输出端连接至所述采样率调整器的输入端，所述采样率调整器的输入端还接入送话端信号或者受话端信号，所述采样率调整器的输出端连接至回声消除系统，所述时延估计器，根据送受话端信号计算各采样时刻的受话端信号相对于送话端信号的传递函数；利用所述传递函数获取各采样时刻送受话端的传输时延；所述采样率偏差估计器，利用所述传输时延和传输时延与采样率偏差之间的线性关系，采用参数拟合方式得到各采样时刻送受话端的采样率偏差；所述采样率调整器，根据所述采样率偏差纠正各采样时刻送话端信号或受话端信号的采样率，以用于回声消除系统直接利用纠正后采样率相同的送话端信号和受话端信号进行回声消除。本实用新型实施例的有益效果是:本实用新型实施例利用传输时延与采样率偏差之间具有线性关系的特点，采用基于送受话端信号得出送受话端之间的传输时延，并参数拟合出送受话端之间采样率偏差的技术手段，能够实时得到高精度的采样率偏差，且无需额外的硬件开销，计算方法简单，降低了系统成本。进一步的，由于本方案采用了在回声消除操作之前进行采样率偏差纠正的技术手段，降低了回声消除系统的负担，提高了回声消除的质量。
图1A为本实用新型实施例提供的采样率偏差恒定时传输时延和采样时刻的关系示意图；图1B为本实用新型实施例提供的采样率偏差变化时传输时延和采样时刻的关系示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种采样率偏差纠正系统的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的又一种采样率偏差纠正系统的结构示意图；图4为本实用新型实 施例提供的采样率纠正前后的回声消除效果实验结果图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。本实用新型实施例利用了传输时延与采样率偏差之间具有线性关系的特点，在此通过如下分析说明利用上述特点可以纠正采样率偏差的原理:若送受话端存在采样率偏差，则受话端和送话端之间的相对传输时延是采样时刻
的线性函数，该线性函数可以表示如下:
l<'sS -1' sRJ1-.s =————
FsR其中，η为采样时刻，FsR为受话端采样频率，FsS为送话端采样频率，dFs为采样
率偏差。将米样时刻η时送受话端的传输时延表不为D[n],则D[n]和η符合如下线性关系:D [η] =η.dFs+c其中，c为常数，由传输环境决定。参见图1A，示出了采样率偏差恒定时，D[n]和η的关系示意图，图中的横坐标为采样时刻，纵坐标为传输时延，图中直线的斜率即为采样率偏差，当采样率偏差出现变化时，斜率也会发生变化。图1B中示出了采样率偏差恒定变化(非恒定)时D [η]和η的关系示意图。由上可知,如果能求出D [η],则从D [η]和η能够估计得到dFs,并根据dFs纠正送话端信号或受话端信号。如果估计是实时的，则当采样率偏差出现变化时，可以跟踪并适应变化，从而能够实现在线实时地纠正送受话端的采样率偏差。本实用新型实施例结合具体的实现器件来说明本实施例所提供的送受话端采样率偏差纠正方案。参见图2，示出了本实施例提供的一种采样率偏差纠正系统，该系统包括时延估计器1、采样率偏差估计器2和采样率调整器3，该系统中的受话端信号和送话端信号都是以数字方式传输的，所以相应的在送话端还设置有模数转换器，以将采集到的送话端的模拟信号y (t)转换为数字信号y[n]。送话端(数字)信号y[n]和受话端(数字)信号χ[η]接入时延估计器I的输入端，时延估计器I的输出端连接至采样率偏差估计器2的输入端，从时延估计器I的输出端输出的传输时延DE[n]被传输至米样率偏差估计器2的输入端。采样率偏差估计器2的输出端连接至所述采样率调整器3的输入端，从采样率偏差估计器2的输出端输出的采样率偏差dFsE[n]被传输至采样率调整器3的输入端，采样率调整器3的输出端连接至回声消除系统。应当注意到的是，图2所示的场景中利用得到的采样率偏差对送话端信号进行纠正得到采样率相同的送受话端信号，所以，该场景下采样率调整器的输入端还接入送话端信号，纠正后的送话端信号I’ [η]和受话端信号χ[η]被传输至回声消除系统的输入端。图2所示的示例中，利用采样率调整器对送话端信号的采样频率进行了纠正，一种可选的方式中，也可以利用采样率调整器对受话端信号的采样频率进行纠正，本实施例中主要以前者的情况为例进行说明。对于利用得到的采样率偏差对受话端信号进行纠正的场景，采样率调整器的输入端不需接入送话端信号，而需要接入受话端信号，该场景下将送话端信号y[n]和纠正后的受话端信号X' [η]]传输至回声消除系统的输入端。上述时延估计器1，用于根据送受话端信号计算各采样时刻的受话端信号相对于送话端信号的传递函数；利用所述传递函数获取各采样时刻送受话端的传输时延；上述米样率偏差估计器2,用于利用所述传输时延和传输时延与米样率偏差之间的线性关系，采用参数拟合方式得到各采样时刻送受话端的采样率偏差；上述采样率调整器3，用于根据所述采样率偏差纠正各采样时刻送话端信号或受话端信号的采样率，以用于回声消除系统直接利用纠正后采样率相同的送话端信号和受话端信号进行回声消除。由上可见，本实施例对送话端信号或受话端信号的采样率纠正之后再送入回声消除系统，即回声消除系统的输入量为具有相同采样频率的送受话端信号，本实施例采用在得到具有相同采样频率的送受话端信号再执行回声消除的方式，有助于提高回声消除的效果。而且减轻了位于数据处理后端的回声消除系统的负担。参见图3，示出了图2中各器件的具体结构，利用上述器件执行采样率偏差纠正的操作主要包括如下三部分:一、时延估计本部分的操作主要由时延估计器实现，参见图3，送话端数字信号y[n]和受话端数字信号x[n]经过缓存器，分别形成送话端数据帧P[ ]和受话端数据帧可》]，表示如下:
权利要求1.一种送受话端采样率偏差纠正系统，其特征在于，所述系统包括用于根据送受话端信号计算各采样时刻的受话端信号相对于送话端信号的传递函数、并利用所述传递函数获取各采样时刻送受话端的传输时延的时延估计器、用于利用所述传输时延和传输时延与采样率偏差之间的线性关系、采用参数拟合方式得到各采样时刻送受话端的采样率偏差的采样率偏差估计器和用于根据所述采样率偏差纠正各采样时刻送话端信号或受话端信号的采样率的采样率调整器，以使回声消除系统直接利用纠正后采样率相同的送话端信号和受话端信号进行回声消除， 所述时延估计器的输入端接入送话端信号和受话端信号，所述时延估计器的输出端连接至采样率偏差估计器的输入端，所述采样率偏差估计器的输出端连接至所述采样率调整器的输入端，所述采样率调整器的输入端还接入送话端信号或者受话端信号，所述采样率调整器的输出端连接至回声消除系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采样率调整器包括重采样缓存器； 当所述采样率调整器的输入端接入送话端信号时，所述重采样缓存器缓存各采样时刻的送话端信号，所述采样率调整器，对各采样时刻的每个当前采样时刻，根据当前采样时刻送受话端的采样率偏差，采用内插方式对所述重采样缓存器中的送话端信号重新进行采样，得到当前采样时刻下采样率与受话端信号采样率相同的送话端信号； 当所述采样率调整器的输入端接入受话端信号时，所述重采样缓存器缓存各采样时刻的受话端信号，所述采样率调整器，对各采样时刻的每个当前采样时刻，根据当前采样时刻送受话端的采样率偏差，采用内插方式对所述重采样缓存器中的受话端信号重新进行采样，得到当前采样时刻下采样率与送话端信号采样率相同的受话端信号。
专利摘要本实用新型公开了一种送受话端采样率偏差纠正系统，能够实时得到高精度的采样率偏差，并对送受话端信号进行采样率纠正，得到纠正后的采样率相同的送话端信号和受话端信号送入回声消除系统进行回声消除。本实用新型有助于提高回声消除的质量，且计算方法简单，成本较低。本实用新型实施例提供的送受话端采样率偏差纠正系统包括时延估计器、采样率偏差估计器和采样率调整器，该时延估计器的输入端接入送话端信号和受话端信号，该时延估计器的输出端连接至采样率偏差估计器的输入端，该采样率偏差估计器的输出端连接至所述采样率调整器的输入端，该采样率调整器的输入端还接入送话端信号或受话端信号，该采样率调整器的输出端连接至回声消除系统。
文档编号H04M9/08GK202949477SQ201220326918
公开日2013年5月22日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者楼厦厦, 李波, 吴晓婕 申请人:歌尔声学股份有限公司