专利名称：忙音检测方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及忙音检测技术，尤其涉及一种基于语音信号的符号位频率检测 的忙音检测方法与装置。
背景技术：
忙音检测在通话中有着非常重要的作用，比如在电话通话结束后，如果 用户交换机没有及时检测到忙音信号，将导致中继无法释放、中继资源无法全 部利用，那么，在需要使用电话通话时，将会出现电话占线而无法拨出的局面。 另外，在目前的同步数字系列(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)传输设备 中，需要用到公务电话进行设备管理和维护，为了管理方便，公务电话都要求 能够与公共交换电话网(PSTN, Public Switched Telephone Network)公网对接， 但由于SDH设备的公务电话采用自定制的通信信令，无法直接与PSTN公网对 接，因此就需要通过检测忙音标准信号来判断挂机动作，从而实现与PSTN公 网对接。目前已有一些忙音才全测的4支术，如利用音频编解码芯片LM567加外围电3各 来识别450Hz的忙音信号音频，输出特定信号，利用软件对该信号进行抽样， 分析并判断忙音信号。由于LM567芯片及其外围阻容器件受温度影响较大，因 此导致该方法不稳定、灵活性不够。还有，在公开号为CN1383315的中国专利中公开了一种自动检测忙音信号 的方法，该方法能通过自我训练识别各种忙音频率，但其需要占用大量的软硬 件资源，成本过高，仅适用于专门场合。发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种忙音检测方法与装置，不仅检测可靠而且能降低成本。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的 一种忙音检测方法，包括以下步骤A、 对语音信号进行频率检测，判断所述语音信号的频率是否为忙音音频， 输出判断结果指示信号；B、 利用所述判断结果指示信号进行所述语音信号的响应周期及占空比检测；C、 根据步骤B中检测出的响应周期和占空比判断所述语音信号是否为忙 音，为忙音时输出忙音指示信号。其中，步骤A具体包括以下步骤Al、用高频时钟分别对所述语音信号中每个符号位的高电平和低电平进行 计数；A2、计算所述高频时钟频率与两个计数之和的商，判断计算出的商值与忙 音音频之差是否在设定门限范围内，若在则输出高/低电平，否则输出低/高电平。 其中，所述高频时钟频率大于等于二倍的忙音音频。 其中，步骤B具体包括以下步骤Bl 、用另 一时钟分别对所述指示信号中每个符号位的高电平和低电平进行 计数；B2、计算两个计数之和与所述时钟频率的商作为所述语音信号的响应周 期，计算两个计数之比值作为所述语音信号的占空比。 其中，步骤B1中所述时钟的频率大于等于iOHz。其中，步骤C具体为判断步骤B中检测出的响应周期和占空比是否均在 各自设定门限范围内，若是则语音信号为忙音，输出忙音指示信号。一种忙音检测装置，包括音频检测单元和忙音判断单元，其中，所述音频 检测单元包括第一电平判别及触发才莫块，用于判别语音信号中每个符号位的高电平和低 电平，分别触发第一高电平计数器、第一低电平计数器；高频时钟源，用于向第一高电平计数器和第一低电平计数器提供计数时钟脉沖；第一高电平计数器，用于在语音信号符号位为高电平期间计数； 第一低电平计数器，用于在语音信号符号位为低电平期间计数； 忙音音频判断才莫块，用于根据第一高电平计数器、第一低电平计数器的计 数结果与高频时钟源频率，判断所述语音信号频率是否为忙音音频；指示信号输出模块，根据所述忙音音频判断模块判断结果输出指示信号； 所述忙音判断单元包括第二电平判别及触发模块，用于判别所述指示信号中每个符号位的高电平 和低电平，分别触发第二高电平计数器、第二低电平计数器；时钟源，用于向第二高电平计数器和第二低电平计数器提供计数时钟脉冲； 第二高电平计数器，用于在指示信号符号位为高电平期间计数； 第二低电平计数器，用于在指示信号符号位为低电平期间计数； 语音信号响应周期及占空比计算模块，用于根据第二高电平计数器、第二 低电平计数器的计数结果，计算语音信号响应周期及占空比；忙音判断模块，用于根据计算出的语音信号响应周期及占空比，判断所述 语音信号是否为忙音，并在是忙音时输出忙音指示。本发明所述的方法及装置通过设置计数器，来实现对输入的待检测语音信 号中符号位分别为高、低电平期间的计数，从而检测出语音信号的频率，然后 通过判断该检测频率是否为忙音音频，根据判断结果再输出指示信号；并且， 对该指示信号在符号位为高、低电平期间分别计数，能够计算出待检测语音信 号的周期和占空比，以此来判断待检测语音信号是否是忙音。本发明实现简单、 成本较低且可靠。
图1为本发明忙音^f企测装置的组成结构示意图； 图2为本发明忙音^r测方法的实现流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述。图1为本发明忙音检测装置的组成结构示意图，如图l所示，本发明忙音检测装置包括音频检测单元IO和忙音判断单元11，其中，音频检测单元10包 括第一电平判别及触发模块100、高频时钟源101、第一高电平计数器102、第 一低电平计数器103、忙音音频判断模块104和指示信号输出模块105。其中， 第一电平判别及触发模块100用于判别输入的待检测语音信号中每个符号位的 高电平和低电平，根据每个符号位的电平触发第一高电平计数器102或第一低 电平计数器103;高频时钟源101用于向第一高电平计数器102和第一低电平 计数器103提供计数时钟脉冲；第一高电平计数器102用于在待检测语音信号 符号位为高电平期间计数；第一低电平计数器103用于在待检测语音信号符号 位为低电平期间计数；忙音音频判断模块104用于根据第一高电平计数器102 的计数值、第一低电平计数器103的计数值以及高频时钟源101的频率计算待 检测语音信号频率，并判断所计算出的频率是否为忙音音频；指示信号输出模 块105用于根据忙音音频判断模块104的判断结果输出指示信号。忙音判断单元11包括第二电平判别及触发模块110、时钟源111、第二高 电平计数器112、第二低电平计数器113、语音信号响应周期及占空比计算模块 U4和忙音判断模块115;其中，第二电平判别及触发模块IIO用于判别音频检 测单元10输出的指示信号中每个符号位的高电平和低电平触发第二高电平计 数器112或第二低电平计数器113;时钟源111用于向第二高电平计数器112 和第二低电平计数器113提供计数时钟脉沖；第二高电平计数器112用于在指 示信号符号位为高电平期间计数；第二低电平计数器113用于在指示信号符号 位为低电平期间计数；语音信号响应周期及占空比计算模块114用于根据第二 高电平计数器112和第二低电平计数器113的计数结果，计算待检测语音信号 的响应周期及占空比；忙音判断模块115用于根据语音信号响应周期及占空比 计算模块114计算出的待检测语音信号响应周期及占空比，判断计算出的语音信号响应周期及占空比是否均符合设定的门限范围，若均符合，则待检测语音 信号为忙音，输出忙音指示，否则不予指示。本发明忙音检测装置应用时，可直接连接于待检测的PSTN线路上，对待 检测语音信号进行;险测；也可对线路待检测语音信号进行复用后再进行检测。 当接收到待检测的语音信号后，由第一电平判别及触发模块100对待检测的语 音信号的每个符号位的高电平和低电平时段进行判别，可通过检测符号位的上 升沿和下降沿来判别当前为高电平还是低电平。当检测到符号位的上升沿时， 向第一高电平计数器102发出清零指示，并触发第一高电平计数器102计数； 当检测到符号位的下降沿时，向第一低电平计数器103发出清零指示，并触发 第一低电平计数器103计数。需要说明的是，向第一高电平计数器102和第一 低电平计数器103提供计数时钟的高频时钟源101必须是高频，由于忙音信号 的频率为450Hz，理论上，高频时钟源101提供的计数时钟频率应该大于等于 900Hz。本领域技术人员应当理解，高频时钟源IOI提供的计数时钟频率越高， 本发明忙音检测装置检测出的待检测语音信号的频率精度越高。以180KHz时 钟源为例，若待检测的语音信号为忙音，则理论上第一高电平计数器102和第 一低电平计数器103的计数结果均为200。忙音音频判断模块104按下式计算 待检测语音信号的频率F1:F1=F2/ (Al + A2)其中，F2为高频时钟源IOI提供的计数时钟的频率，Al、 A2分别为第一高电 平计数器102和第一低电平计数器103的计数结果。之后，忙音音频判断模块 104计算Fl与450Hz的差，判断该差值是否在设定的门限范围内，如士25Hz或 ±30Hz等，若在设定门限范围内，则认为待检测语音信号频率为忙音音频 450Hz。指示信号输出模块105根据忙音音频判断模块104的判断结果输出指 示信号，若为忙音音频，输出高/低电平，否则输出低/高电平。本发明忙音检测装置中的第一高电平计数器102和第一低电平计数器103 设置有保持值，当达到该值时计数器保持，这是为防止待检测的语音信号为固 定电平，如持续高电平或低电平时，计数器循环计数而影响忙音检测装置的检测结果。本发明计数器的保持值与高频时钟源101提供的计数时钟的频率F2 有关，保持值大于(F2/(450Hz-L))/2且小于F2/(450Hz + L)， L为忙音音 频判断模块104判断忙音音频时设定的门限阈值，如前述的25Hz或30Hz。当 F2为180KHz时，计数器的保持值可设为240、 250、 270或300等。第二电平判别及触发模块IIO对指示信号输出模块105输出的指示信号进 行高电平和低电平的判别，判别和触发方式与第一电平判别及触发模块100的 相同，即在指示信号符号位为高电平、低电平期间分别触发第二高电平计数 器112和第二低电平计数器113计数。时钟源111向第二高电平计数器112和 第二低电平计数器113提供计数时钟脉沖。由于忙音和回铃音等响应音的有效 音间隔较长，比如忙音为0.35秒有音波、0.35无音波的音频信号；回钤音为 1秒有音波、4秒无音波的音频信号，因此指示信号的频率较低，所以时钟源 111提供的计敬时钟频率可为低频，考虑到450Hz语音信号中输出的指示信号 最大频率也不过5Hz，因此时钟源111大于等于10Hz即可。本领域4支术人员应 当理解，时钟源111的提供的时钟频率越高，待检测语音信号的响应周期和占 空比检测结果越精确。为实现方便，时钟源111和高频时钟源101可选用同一 个时钟脉冲。语音信号响应周期及占空比计算模块114根据第二高电平计数器 112和第二低电平计数器113的计数结果，按下式计算待检测语音信号响应周 期T:T = (A3 + A4) /F3其中，A3、 A4分别为第二高电平计数器112和第二低电平计数器113的计数 结果，F3为时钟源111的计数时钟的频率。占空比R由下式求得R = A3/A4由于忙音信号的响音响应周期为0.7秒，占空比为l:l,因此，忙音判断模 块115判断T和R是否同时在各自设定的门限范围内，若均在门限范围内，则 输出忙音指示，待检测语音信号为忙音。响应周期的门限范围可设为0.6秒至 0.8秒,占空比的门限范围可设为0,8至1.2。图2为本发明忙音检测方法的实现流程示意图，如图2所示，该方法包括以下步骤步骤201:对待检测语音信号进行频率检测，判断待检测语音信号的频率 是否为忙音音频，输出判断结果指示信号。步骤201具体是通过以下方式实现的用高频时钟分别对输入的待检测语 音信号中每个符号位的高电平和低电平进行计数，计算高频时钟频率与两个计 数之和的商，该商值即为待检测语音信号的频率，判断该频率值与忙音音频 450Hz之差是否在设定门限范围内，门限范围可设置为士25Hz或士30Hz等；若 检测出的频率在设定门限范围内则输出高/低电平，否则输出低/高电平。这里的 高频时钟提供的计数时钟的频率大于等于900Hz,越高越好。步骤202:利用所述判断结果指示信号进行待检测语音信号的响应周期及 占空比检测。用时钟分别对步骤201输出的指示信号中每个符号位对应的高电 平和低电平进行计数；计算两个计数之和与时钟频率的商作为待检测语音信号 的响应周期；计算两个计数之比值作为待检测语音信号的占空比。具体计算方法可参见本发明忙音检测装置部分的描述。由于忙音(为0.35秒有音波、0.35无音波的音频信号)和回铃音(1秒有音波、4秒无音波的音频 信号)等响应奮的有效音间隔较长，因此指示信号的频率较低，所以时钟源提 供的计数时钟频率可为低频，考虑到450Hz语音信号中输出的指示信号最大频 率也不过5Hz,因此时钟源大于等于10Hz即可。当然，时钟源提供的时钟频率 越高，待检测语音信号的响应周期和占空比检测结果越精确。步骤203:根据步骤202中检测出的待检测语音信号的响应周期和占空比 判断该待检测语音信号是否为忙音，若为忙音，则输出忙音指示信号。具体说就是判断步骤202中检测出的待检测语音信号的响应周期和占空 比是否均在各自设定的门限范围内，若均在门限范围内，则输出忙音指示，待 检测语音信号为忙音。如前所述，响应周期的门限范围可设为0.6秒至0.8秒， 占空比的门限范围可设为0.8至1.2。当然，也可根据具体情况而扩大或缩小上 述门限范围。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种忙音检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤A、对语音信号进行频率检测，判断所述语音信号的频率是否为忙音音频，输出判断结果指示信号；B、利用所述判断结果指示信号进行所述语音信号的响应周期及占空比检测；C、根据步骤B中检测出的响应周期和占空比判断所述语音信号是否为忙音，为忙音时输出忙音指示信号。
2、 根据权利要求1所述的忙音检测方法，其特征在于，步骤A具体包括 以下步骤Al、用高频时钟分别对所述语音信号中每个符号位的高电平和低电平进行 计数；A2、计算所述高频时钟频率与两个计数之和的商，判断计算出的商值与忙 音音频之差是否在设定门限范围内，若在则输出高/低电平，否则输出低/高电平。
3、 根据权利要求2所述的忙音检测方法，其特征在于，所述高频时钟频率 大于等于二倍的忙音音频。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的忙音检测方法，其特征在于，步骤 B具体包括以下步骤Bl、用另一时钟分别对所述指示信号中每个符号位的高电平和低电平进行 计数；B2、计算两个计数之和与所述时钟频率的商作为所述语音信号的响应周 期，计算两个计数之比值作为所述语音信号的占空比。
5、 根据权利要求4所述的忙音检测方法，其特征在于，步骤B1中所述时 钟的频率大于等于10Hz。
6、 根据权利要求4所述的忙音检测方法，其特征在于，步骤C具体为 判断步骤B中检测出的响应周期和占空比是否均在各自设定门限范围内，若是则语音信号为忙音，输出忙音指示信号。
7、 一种忙音检测装置，其特征在于，该装置包括音频检测单元和忙音判断 单元，其中，所述音频检测单元包括第一电平判别及触发模块，用于判别语音信号中每个符号位的高电平和低 电平，分别触发第一高电平计数器、第一低电平计数器；高频时钟源，用于向第一高电平计数器和第一低电平计数器提供计数时钟 脉冲；第一高电平计数器，用于在语音信号符号位为高电平期间计数； 第 一低电平计数器，用于在语音信号符号位为低电平期间计数； 忙音音频判断模块，用于根据第一高电平计数器、第一低电平计数器的计 数结果与高频时钟源频率，判断所述语音信号频率是否为忙音音频；指示信号输出模块，根据所述忙音音频判断模块判断结果输出指示信号； 所述忙音判断单元包括第二电平判别及触发模块，用于判别所述指示信号中每个符号位的高电平 和低电平，分别触发第二高电平计数器、第二低电平计数器；时钟源，用于向第二高电平计数器和第二低电平计数器提供计数时钟脉沖； 第二高电平计数器，用于在指示信号符号位为高电平期间计数； 第二低电平计数器，用于在指示信号符号位为低电平期间计数； 语音信号响应周期及占空比计算模块，用于根据第二高电平计数器、第二低电平计数器的计数结果，计算语音信号响应周期及占空比；忙音判断模块，用于根据计算出的语音信号响应周期及占空比，判断所述语音信号是否为忙音，并在是忙音时输出忙音指示。
全文摘要
本发明公开了一种忙音检测方法，包括A.对语音信号进行频率检测，判断所述语音信号的频率是否为忙音音频，输出判断结果指示信号；B.利用所述判断结果指示信号进行所述语音信号的响应周期及占空比检测；C.根据步骤B中检测出的响应周期和占空比判断所述语音信号是否为忙音，为忙音时输出忙音指示信号。本发明还同时公开了一种实现前述方法的装置。本发明实现简单、成本较低且可靠。
文档编号H04M3/22GK101272420SQ20071008693
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月22日 优先权日2007年3月22日
发明者曾伟宁 申请人:中兴通讯股份有限公司