专利名称：对声学信号自动区分和/或检测的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对声学信号自动区分和/或检测的方法和设备，它至少对声学信号进行部分地统计分析，并计算至少一级的反射系数。
通过统计分析微音器信号进行语音检测的方法是人们熟知的。这种统计还分析计算反射系数，这样就可以做出语音信号存在的结论。
从专利说明书US5,749,067可知，从多个算出的反射系数中可以计算出预计误差，在不超出所给的阈值的情况下，可以认为语音信号或某种特定的声音通过检测。或者也可以确定一个预计增益，如果超越了该阈值，则语音信号或声音就认为是检测有效的。
这种方法的不足之处主要在于，为计算预计误差，必需遍历所有用于检测的反射系数ri，因为预计误差是从所有的(1-ri2)的乘积的基础上计算的，从i等于1到n，n是所有反射系数的数目。这种系统的反应时间当然就相对较长，因为只有当每次所有存在的反射系数的完整循环都结束后，才能做出决定。
以下是根据所述US专利说明书的一个相关程序的例子。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ signalactive＝0；/*defaultsignal not active*/ predictionerror＝1.0； for(k＝0；k＜NUMCOEFFl；k++) { temp＝1.0-reflectioncoeff[k] * reflectioncoeff[k]； predictionerror＝predictionerror * temp； } if(predictionerror＜THRESHOLD) signalactive＝1；]]></pre>本发明的任务是提供用于自动区分和/或检测声学信号的方法和设备。要求简单快速。
该任务可通过独立权利要求的特征实现。从属权利要求是关于该发明进一步改进的内容。
发明者意识到，并不一定需要通过所有的反射系数来计算预计误差，只需要根据一个所选出的反射系数就可以对声学信号的区分和/或检测做出决定。应该注意，语音信号、DTMF-信号(离散音调调制频率)及熟知的传真辨认信号都可理解为声学信号。另外对区分信号的无声和存在也可理解为区分和/或检测。此外所有用电子传输的，被转化为声学信号的，都可以理解为声学信号。这主要是指微音器信号，它们产生电压或电流信号。
据此发明者建议，对声学信号自动区分和/或检测的方法(这种方法至少要对声学信号进行部分统计分析并且计算它的至少一级的反射系数)可以如下改进计算一个比较值，它只依赖于唯一的一个反射系数，并且至少和一个预先给出的参考值相比较。
由此显著简化检测方法，使得可以实现对变化的情况做出更快的反应。
根据发明原理，例如通过计算反射系数的总和或反射系数的平方，可以在计算比较值时去除反射系数的符号。当然也可以用给出上限和下限作为参考值的方法来代替在计算过程中取消反射系数符号的方法，使得超出这一界限比较值发生中断时也会进行有效的检测。
此外，当比较值超出或不超出至少一个参考值时，可以对语音活动做出存在或不存在的判断，也是十分有利的。当然这种方法也可用于确定所传输声音的有声和无声，或者辨别信号的有声或无声，比如DTMF信号的存在。
与该方法相应，发明者还建议用于声学信号自动区分和/或检测的设备，特别是在数字语音传输系统中，所述设备具有至少要对声学信号进行部分统计分析、计算至少一级的反射系数的装置，可按如下改进，即提供一个计算比较值的装置，其中，比较值只与唯一的一个反射系数有关，另外还提供一个装置，用于将该比较值与至少一个预先给出的参考值相比较。
因为极大地减小了计算的复杂性，这样系统的反应速度比原来的系统显著快。
根据本发明，这里也可以提供一个用于消除反射系数的符号的装置，该装置比如计算反射系数的总和(Betrag)或者计算反射系数的平方。
此外还建议提供一个装置，用于根据比较值超过或未超过至少一个参考值的各种情况，来确定语音活动和非语音活动。
相应的还可以提供一个装置，其根据比较值超过或未超过至少一个参考值的各种情况，来确定信号的有声和无声。
所给出的装置是有关电路布置或用于计算机或处理器处理的程序模块。
发明人还建议一种带程序组件的计算机程序产品，当该程序组件在计算机或处理器上执行时，可以根据前面所介绍的至少一种方法的步骤执行。
当然这种计算机程序可以保存在数据载体上，它同样也属于本申请的保护范围。
通过下面用伪C代码给出的程序模块介绍本发明思想的具体实现。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ signalactive＝0；/*defaultsignal not active */ for(k＝0；k＜NUMCOEFF2；k++) { if(abs(reflectioncoeff[k])＞THRESHOLD) { signalactive＝1； break； } }]]></pre>当然在使用该程序模块前，必须首先用熟悉的方法计算反射系数reflectioncoeff[k]，并且事先确定阈值THRESHOLD。
将上面所介绍的现有技术的程序和本发明的程序进行比较说明，在环境改变的情况下，这种程序的反应时间相当快，因为(原来的程序)使用过多反射系数产生一次检测的一个唯一结果。
权利要求
1.对声学信号进行自动区分和/或检测的方法，其中，这种方法对声学信号至少要进行部分统计分析并且计算它的至少一级的反射系数，其特征在于，计算一个比较值，所计算的比较值仅仅与唯一的一个反射系数有关，并且将该比较值与至少一个预先给出的参考值进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，计算比较值时可以去除反射系数的符号。
3.根据权利要求1至2中之一所述的方法，其特征是，计算反射系数的总和作为比较值。
4.根据权利要求1至2中之一所述的方法，其特征是，计算反射系数的平方作为比较值。
5.根据权利要求1至4中之一所述的方法，其特征是，在比较值超出或不超出至少一个参考值的情况下，可以确定是否有语音活动。
6.根据权利要求1至5中之一所述的方法，其特征是，在比较值超出或不超出至少一个参考值的情况下，可以确定语音是否有声。
7.根据权利要求1至6中之一所述的方法，其特征是，在比较值超出或不超出至少一个参考值的情况下，可以确定信号是否有声。
8.用于声学信号自动区分和/或检测的设备，特别是在数字语音传输系统中，其中，提供至少要对声学信号进行部分统计分析、并且计算至少一级反射系数的装置，其特征是，提供计算比较值的装置，所述比较值仅仅与唯一的一个反射系数有关，此外提供将比较值与至少一个预先给出的参考值进行比较的装置。
9.根据权利要求8所述的发明，其特征是，提供可以去除反射系数的符号的装置。
10.根据权利要求8至9中之一所述的发明，其特征是，提供计算反射系数的总和的装置。
11.根据权利要求8至10中之一所述的发明，其特征是，提供计算反射系数的平方的装置。
12.根据权利要求8至11中之一所述的发明，其特征是，提供一个装置，其根据比较值超出或未超出至少一个参考值的情况，确定是否有语音活动。
13.根据权利要求8至12中之一所述的发明，其特征是，提供一个装置，其根据比较值超出或未超出至少一个参考值的情况，确定是否有声音。
14.根据权利要求8至13中之一所述的发明，其特征是，提供一个装置，其根据比较值超出或未超出至少一个参考值的情况，确定信号是否有声音。
15.具有程序代码组件的计算机程序产品，其特征是，当所述程序代码组件在计算机或处理器上执行时，实施至少一个根据前面所介绍的方法权利要求的步骤。
16.装载具有程序代码组件的计算机程序的数据载体，其特征是，当所述程序代码组件在计算机或处理器上执行时，实施至少根据前面所介绍的方法权利要求的步骤。
全文摘要
本发明是对声学信号自动区分和/或检测的方法和设备，所述信号至少会被进行部分的统计分析，和计算它的至少一级的反射系数。计算一个比较值，其仅仅依赖于单个反射系数，并且将该比较值和预先给出的参考值进行比较。
文档编号G10L25/78GK1507616SQ02809269
公开日2004年6月23日 申请日期2002年4月8日 优先权日2001年5月3日
发明者T·芬谢德特, T 芬谢德特 申请人:西门子公司