能够检测双端通话的声信号处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种声信号处理系统和方法。根据一个实施方案，所述声信号处理系统包括自适应滤波器，所述自适应滤波器对来自频带保留模块的信号滤波并且产生由减法器接收的滤波信号。所述减法器产生误差信号，所述误差信号由双端通话指示器模块用来产生指示双端通话存在的控制信号。
【专利说明】能够检测双端通话的声信号处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型一般来说涉及电信，并且更具体地说涉及用于检测话音通信中的干扰信号的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在声通信中，干扰信号使声信号传输降级。举例来说，在电话应用中，声信号可由远端装置发射并且由近端装置接收，其中近端装置经由例如扬声器来输出信号。此信号的一部分可由近端麦克风拾取并且发射至远 端。如果扬声器信号电平足够高，那么远端通话者将会听到让人讨厌的回波。用于消除此回波的技术描述于2012年12月6日公开的标题为 “Audio Quality and Double Talk Preservation in Echo Control for VoiceCommunications” 的 Arvindh Krishnaswany 的美国专利申请公布号 2008/0101622A1 中。使回波信号的消除复杂化的干扰信号是双端通话。当声通信系统的近端和远端侧的个体同时说话时，出现双端通话。检测双端通话一直很困难并且已在以下专利中讨论:2008年5月I 日公开的标题为 “Signal Processing Method, Signal Processing Device, and SignalProcessing Program” 的 Akihiko Sugiyama 的美国专利申请公布号 2008/0101622A1 ;2011 年 10 月 18 日签发给 Kathryn Adeney 的标题为 “Double-Talk Detection” 的美国专利号8，041，028 ;以及2011年11月22日签发给Michael Herve等的标题为“Method ofDetecting Double Talk Situation for aiHands-Free Device”的美国专利号 8，064，966中。
[0003]因此，有利的是获得用于检测双端通话的结构和方法。进一步有利的是这种结构和方法在实行时具有成本和时间效益。
[0004]实用新型概述
[0005]如前面【背景技术】部分中所述的，检测双端通话一直很困难。有利的是获得用于检
测双端通话的结构和方法。进一步有利的是这种结构和方法在实行时具有成本和时间效益
[0006]根据本公开的一个实施例，提供了一种能够检测双端通话的声信号处理系统，特征在于其包括:第一频带保留模块，其被配置为具有第一输入信道和第二输入信道以及第一输出信道和第二输出信道；以及双端通话指示器模块，所述指示器模块耦接至所述频带保留1?块。
[0007]根据本公开，可以有利地获得用于检测双端通话的结构。进一步有利的是这种结构在实行时具有成本和时间效益。
[0008]从下面结合附图的具体描述，本发明的其他的优点、益处、目的、方面将变得更加明了。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]结合附图阅读以下详细描述，可以更好地理解本实用新型，在附图中，相同的参考字符指代相似的元件，并且图中:
[0010]图1是根据本实用新型的一个实施方案的声信号处理系统的方框图；
[0011]图2是根据本实用新型的一个实施方案的图1的声信号处理系统的一部分的方框图；
[0012]图3是根据本实用新型的一个实施方案的图1的声信号处理系统的一部分的方框图；
[0013]图4是根据本实用新型的一个实施方案来处理声信号的流程图；
[0014]图5是根据本实用新型的另一个实施方案的声信号处理系统的方框图；
[0015]图6是根据本实用新型的另一个实施方案的声信号处理系统的方框图；并且
[0016]图7是根据本实用新型的一个实施方案的声信号处理系统的方框图。[0017]为了简单和清晰说明起见，附图中的元件不一定是按比例的，并且不同图中的相同参考字符表示相同元件。另外，为了简化描述，省略了众所周知的步骤和元件的描述和细节。本领域技术人员应理解，本文所使用的词语“期间”、“同时”和“当……时”并不是意味着在起始动作之后立即发生一个动作的准确术语，而是在起始动作所引发的动作与起始动作之间可能存在某种较小的但合理的延迟，如传播延迟。词语“大致”、“大约”或“大致上”的使用意味着元件的值具有预期很接近规定值或规定位置的参数。然而，如本【技术领域】内众所周知的，总是存在细微差异，其阻止所述值或位置完全按照规定。
【具体实施方式】
[0018]一般来说，本实用新型提供一种能够检测双端通话的声信号处理系统和一种用于处理可包括双端通话的声信号的方法。根据一个实施方案，声信号处理系统包括频带保留模块，其被配置来输出第一信号和第二信号。自适应滤波器连接至所述频带保留模块的输入侧或输出侧之一。减法器连接至自所述适应滤波器和双端通话指示器模块。非线性处理器可连接至所述双端通话指示器模块。
[0019]根据另一个实施方案，提供一种声信号处理系统，其包括频带保留模块，所述频带保留模块被配置来具有连接至双端通话指示器模块的多个输出信道。语音检测器可连接在所述双端通话指示器模块与所述频带保留模块之间。
[0020]根据另一个实施方案，提供一种处理声信号的方法，其包括保留数字音频信号的第一频带以便产生修正的声信号，所述数字音频信号具有第一声信号的多个频带。将包括所述第一频带的所述数字音频信号变换成声信号。将所述修正的声信号变换成第二声信号。另外，将复合信号变换成修正的复合信号，所述修正的复合信号包含所述声信号的分量。响应于所述修正的复合信号来产生误差信号。在所述修正的复合信号的第一频带中搜索语音活动，并且在所述修正的复合信号中搜索回波。响应于语音活动和回波信号存在来产生双端通话检测信号。
[0021]根据另一个实施方案，提供一种处理声信号的方法，其中将第一声信号划分成多个频带。抑制所述多个频带的至少一个频带的语音内容以便形成修正的第一声信号。将所述修正的第一声信号变换成模拟声信号。从混合信号中产生误差信号，其中所述混合信号包括所述模拟声信号与第二声信号的混合体。响应于所述混合信号中的语音检测来产生双端通话指示信号。[0022]图1是根据本实用新型的一个实施方案的能够检测双端通话的声信号处理系统10的方框图。图1中展示的是声信号处理模块12，其具有连接至分析滤波器组18的输入端14、连接至合成滤波器组22的输出端20、连接至分析滤波器组26的输入端24，以及连接至合成滤波器组30的输出端28。分析滤波器组18和26分别连接至音频接收器17和声换能器34，并且合成滤波器组22和30分别连接至声换能器32和音频发射器52。举例来说，音频接收器17可以是能够接收有线或无线音频信号的数字或模拟接收器；声换能器34可以是麦克风；声换能器32可以是扬声器；并且音频发射器52可以是能够发射有线或无线音频信号的数字或模拟发射器。音频接收器可被称为音频接收装置、接收装置或信号接收器，并且声发射器可被称为发射装置或信号发射器。
[0023]音频信号处理模块12和滤波器组18、22、26和30可以是双向通信系统的元件或模块，或者形成双向通信系统，例如像扬声器电话(speakerphone)、计算机系统、移动和平板通信装置、电视机机顶盒、个人VoIP装置等。根据音频信号处理模块12和滤波器组18、22、26和30是扬声器电话内的模块的一个实施方案,音频接收器17接收来自信号远端源的音频，并且声换能器32在扬声器电话的近端侧广播音频信号，所述音频信号是由音频接收器17接收的经过处理或修正的音频信号。麦克风34接收来自近端源的音频信号，其包括来自近端通话者的音频信号和由扬声器32发射的经过处理或修正的音频信号。音频发射器52将麦克风34已接收的音频信号发射至远端源。应注意，术语远端可意味着远离例如扬声器电话，即远离音频接收器17和音频发射器52而定位的音频信号源，并且术语近端可意味着位于扬声器电话附近，即扬声器32和麦克风34附近的音频信号源。远端装置和近端装置经由可以是无线通信网络或有线通信网络的通信网络来彼此连接。应注意，近端信号是指在麦克风34附近产生的语音和噪声信号，其不包括由扬声器32发射的音频信号，并且由麦克风34发射的麦克风信号包括近端信号和由扬声器32产生的音频信号。应当进一步理解的是，术语近和远不对本实用新型构成限制并且是为了方便起见用来描述相对位置。举例来说，取决于具体应用，这些术语可以互换。
[0024]分析滤波器组18接收经由通信网络发射至扬声器电话的远端音频信号，即来源于如远程通话者的远程音频信号源的音频信号；合成滤波器组22将经过处理的远端音频信号发射至扬声器；分析滤波器组26接收近端语音，即坐在扬声器电话所在房间中的人所产生的语音，以及如回波的其它音频信号；并且合成滤波器组30产生模拟音频信号以便发射回到远端通话者。
[0025]举例来说，滤波器组18、22、26和30是过采样滤波器组，如过采样加权交叠相加(WOLA)滤波器组。WOLA滤波器组描述于以下专利中:2001年5月22日签发的R.Brennan等的标题为 “Filterbank Structure and Method for Filtering and Separating anInformation Signal into Different Bands, Particularly for Audio Signal inHearing Aids”的美国专利号6，236，731 ;以及2001年5月29日签发的R.Brennan等的标题为“Apparatus For and Method of Filtering in an Digital Hearing Aid, Includingan Application Specific Integrated Circuit and a Programmable Digital SignalProcessor”的美国专利号6，240, 192，所述专利以引用的方式整体并入本文。应注意，WOLA滤波器组包括WOLA分析滤波器组和WOLA合成滤波器组。WOLA分析滤波器组接收时域中的信息信号并且将信息信号变换成频域中的多个频带信号，例如，将信息信号划分成多个频带。WOLA合成滤波器组接收频域中的多个频带信号并且将频带信号变换成时域中的信息信号。频带信号可被称为频带或子频带(sub-band)。因此，滤波器组18接收可以是模拟信号或数字信号的输入信号并且将此时域信号分解成N个频带，其中N是等于I或大于I的整数。应了解，例如像分析滤波器组18与信号频带保留模块40的系统部件之间的连接可以是具有N个信道的总线连接。
[0026]音频信号处理模块12包括具有N信道输入端和N信道输出端的信号频带保留模块40，其中N信道输入端经由N信道总线连接至分析滤波器组18的N信道输出端，并且N信道输出端经由N信道总线连接至合成滤波器组22和线性自适应滤波器44的N信道输入端。简要参看图2，展示频带保留模块40的方框图。举例来说，频带保留模块40包括数字信号处理器56,其被配置来控制乘法器58^58^58^…、58(k_D、58k、58(k+1)、…、58N以便分别对频带1、2、3、…、(k-1)、k、(k+1)、…、N提供复合增益或复合衰减,其中(k_l)、k和(k+Ι)代表频带I与频带N之间的频带。更具体地说，可抑制一个或多个频带，以使得一个或多个抑制频带充当频带中的洞。应注意，从分析滤波器组18到合成滤波器组22的信号路径可被称为下行链路信道或下行链路传输路径。
[0027]再次参看图1，线性自适应滤波器44具有经由N信道总线连接至减法器或减法器节点46的N信道输入端的N信道输出端。减法器46具有经由N信道总线连接至分析滤波器组26的N信道输出端的另一个N信道输入端，以及经由N信道总线连接至双端通话指示器模块48的N信道输入端48^且连接至非线性处理器50的N信道输入端的N信道输出端。双端通话指示器模块48进一步包括经由N信道总线连接至分析滤波器组26的N信道输出端的N信道输入端4812。双端通话指示器模块48具有连接至非线性处理器50的单信道输入端的单 信道输出端。应了解，双端通话指示器模块48和非线性处理器50具有多信道输入端(例如N信道输入端)和单信道输入端，以及多信道输出端(例如N信道输出端)和单信道输出端。
[0028]简要参看图3，双端通话指示器模块48包含自相关确定模块60和62、减法器64、回波检测模块66、低通滤波器68、语音检测模块70，以及信号解释模块72。自相关确定模块60具有充当或者连接至N信道输入端48^的N信道输入端，以及连接至减法器64的输入端的输出端。自相关确定模块62具有充当或者连接至N信道输入端4812的N信道输入端，以及连接至减法器64的另一个输入端的输出端。自相关确定模块60的输出端由单个传导信道组成，并且自相关确定模块62的输出端由单个传导信道组成。回波检测模块66具有连接至减法器64的输出端的输入端，以及连接至信号解释模块72的输入端的输出端。低通滤波器68具有连接至双端通话指示器模块48的输入端4813的输入端，以及连接至语音检测模块70的输入端的输出端。
[0029]任选地，音频信号处理模块12可包括噪声衰减模块76，所述噪声衰减模块包括声震检测器78，所述声震检测器具有连接至或者充当噪声衰减模块76的输入端，以及连接至噪声消减电路80的输出端。根据一个实施方案，噪声衰减模块76的输入端被配置来接收抑制频带，例如，频带k。噪声消减模块76的输出连接至图1所示的双端通话指示器模块48的输入端4813。噪声脉冲衰减模块76衰减脉冲噪声，即脉冲瞬态。声震检测器描述于2010年 6 月 10 日公开的 T.Schneider 等的标题为“Method and System for Acoustic ShockProtection”的美国专利申请公布号2010/0142714中，其以引用的方式整体并入本文。举例来说，噪声衰减模块76的输入端被配置来接收音频信号的单个频带，即频带k。然而，这不对本实用新型构成限制并且噪声衰减模块76可被配置以使得其输入端是N信道输入端。应注意，可将信号选择器包括在使来自分析滤波器组26的信号分裂送至噪声衰减模块76的输入端的某个点处，其中所述信号选择器将频带k选为噪声衰减模块76的输入信号。
[0030]信号解释模块72具有连接至语音检测模块70的输出端的输入端，以及输出双端通话检测控制信号的输出端74。举例来说，信号解释模块72对来自回波检测模块66和语音检测模块70的输出信号进行逻辑与运算(logical ANDing)。
[0031]再次参看图1，非线性处理器50具有连接至双端通话指示器模块48的输出端且连接至线性自适应滤波器44的输入端的输入端，以及经由N信道总线连接至合成滤波器组30的N信道输入端的N信道输出端。应注意，按反馈配置来配置双端通话指示器模块和线性自适应滤波器44是任选的。合成滤波器组30具有连接至音频发射器52的输入端的输出端，所述音频发射器将来自音频信号处理系统10的音频信号经由通信信道发射至远端接收器。从分析滤波器组26至合成滤波器组30的信号路径可被称为上行链路信道或上行链路传输路径。
[0032]现在参看图4，展示流程图100，其示出双端通话检测器10的操作。在操作中，经由通信信道来发射并且由音频接收器17来接收由一个或多个个体在远程位置产生的音频信号，例如远端信号或远端语音(由方框102来识别)。根据一个实施方案，双端通话检测器10包括音频接收器17以及耦接至滤波器组18、22、26和30的音频处理模块12。可包括前置放大器和模拟-数字(A/D)转换器的音频接收器17接收由远端语音产生的音频信号，将所接收的音频信号数字化，并且将数字化音频信号发射至滤波器组18，所述滤波器组18将音频信号划分成多个频带(由方框104来识别)。举例来说，图2示出滤波器组18将数字化音频信号划分成N个频带，其中频带的数量在I至N的范围内，其中频带(k-l)、k和(k+Ι)是频带I与频带N之间的中间频带。
[0033]滤波器18将数字化或数字音频信号发射至频带保留模块40，所述频带保留模块保留数字化音频信号中的一个或多个频带(或抑制其语音内容)，从而形成修正的数字化或数字音频信号，其由于一个或多个抑制频带而实质上具有被抑制的频率内容(由方框106来识别)。根据一个实施方案，可借助于永久选择过程来选择保留频带“k”。此技术适合于远端信号的带宽已知会受到限制但是仍然可预期语音能量的系统。根据另一个实施方案，进行伪随机选择，其中保留频带的选择根据伪随机选择模式而随时间变化。根据另一个实施方案，进行心理声学推导式选择，其中基于对音频信号的分析来选择保留频带以便确保对音频信号的听得见的干扰为最小。另外，频带保留模块40可包括在保留频带中对数字化音频信号的长期、永久或瞬时(暂时)抑制。长期抑制使得双端通话的检测更容易，而瞬时抑制减少抑制的可听性。
[0034]简要参看图2，频带保留模块40保留或抑制如频带k的频带。在此实施方案中，音频信号处理系统10被配置以使得在修正的音频信号由扬声器32和线性自适应滤波器44接收之前进行频带抑制或频带衰减。在此配置中，被抑制的一个或多个频带，即频带k，被发射至合成滤波器组22和线性自适应滤波器44，其中在自适应滤波器之前的频带抑制减少或消除了数学上产生的回波以误差信号形式出现在保留频带中的可能性。线性适应性滤波器描述于2010年8月24日签发给Hamid Reza Abutalebi等的标题为“Method and Systemfor Processing Subband Signals Using Adaptive Filter” 的美国专利号 7，783，032B2中，所述专利整体并入本文。
[0035]应注意，如果像图6所示的双端通话检测器160中发生的那样，保留过程发生在远端信号已发送至自适应滤波器44之后，那么数学上产生的回波项可出现在误差信号的频带k中。发生这种情况是因为线性自适应滤波器44被配置成在其所接收的远端信号的频带k未被抑制这一假设下操作。因此，假设回波存在于麦克风34所发射的信号的频带k中并且从麦克风信号中消除对回波信号的估计值。然而，回波信号不存在于减法器46从线性自适应滤波器44接收的信号中，因为所述回波信号已由例如图6所示的频带保留模块40A抑制。在将远端信号发射至线性自适应滤波器44之前进行频带保留过程减轻了产生数学回波的可能性。
[0036]滤波器组22和线性自适应滤波器44所接收的音频信号被称为经过处理的音频信号。[0037]信号处理器56对乘法器58^58^…、58^,58^58(k+1)、".58Ν进行操作以便衰减音频信号中的保留频带，从而形成衰减的音频信号。将衰减的音频信号发射至线性自适应滤波器44和合成滤波器组22。
[0038]合成滤波器组22将所得的音频信号从频域变换成时域，以便形成由声换能器(例如像扬声器电话中的扬声器32)来广播的重构音频信号(由方框110来识别)。重构所述音频信号可被称为将修正的声信号变换成另一个声信号，即重构音频信号。应了解，来自第k个频带的信号分量不存在于重构音频信号中。重构音频与通信系统的近端处的声音混合在一起。
[0039]线性自适应滤波器44产生回波路径脉冲响应的模型并且通过以下方式产生回波估计信号:响应于远端音频信号和出现在麦克风34处的信号(即，近端信号加上来自扬声器32的任何回波信号)来产生相关系数(由方框112来识别)。
[0040]由麦克风34接收在近端的声音，其可包括例如人说的话、室内噪声和重构音频信号的部分。重构音频信号的由麦克风34接收的那些部分被称为回波。麦克风34拾取可包括话音和回波的近端音频信号，将音频信号数字化，并且将数字化音频信号发射至滤波器组26 (由方框114来识别)。因此,麦克风信号可被称为复合信号。麦克风34所发射的信号可被称为麦克风信号。滤波器组26像滤波器组22那样将数字化音频信号划分成多个频带。举例来说，在图2中，滤波器组26将麦克风信号划分成N个频带，其中频带的数量在I至N的范围内并且包括中间频带(k-l)、k和(k+Ι)(由方框116来识别)。因此，滤波器组26产生可被称为修正的复合信号的数字化麦克风信号。
[0041 ] 将所述数字化麦克风信号和来自线性自适应滤波器44的数字化滤波信号输入至减法器电路46，其从数字化麦克风音频信号中减去数字化滤波信号以便产生误差信号。因此，响应于数字化麦克风信号和数字化滤波信号来产生误差信号(由方框118来识别)。
[0042]再次参看图4，将数字化麦克风信号沿着上行链路路径发射至N信道输入端4812并且将误差信号发射至双端通话指示器模块48的输入端48n。为了检测发生在上行链路路径的频带k中的近端语音，由语音检测模块70实时计算对频带k的噪声本底(noise floor)的估计值。响应于频带k的能量大于噪声本底加上预定阈值，双端通话指示器模块48针对语音存在发出信号。因为频带k的音频信号内容已在下行链路路径中发生的保留过程中受到抑制，所以上行链路路径中在保留频带k中检测到的语音来自近端侧，其中回波不存在于频带k中。可进一步处理在双端通话指示器模块48的输入端4813处接收的数字化麦克风信号以便防止瞬态和脉冲样噪声被认为是近端语音。举例来说，可经由噪声消减模块来处理来自频带k的数字化远端音频信号，以便使用2006年3月21日签发给Robert Brennan的标题为“Method and Apparatus for Noise Reduction Particularly in Hearing Aids，，的美国专利号7，016, 507中描述的技术来减少这些声学伪像(acoustic artifact),所述专利以引用的方式整体并入本文。另外，可进一步处理频带k中检测到的语音，以便使用2010年 3 月 2 日签发给 TodSchneider 等的标题为 “Method and System for Acoustic ShockProtection”的美国专利号7，672，462中描述的技术来减少表面碰撞声音(例如像将物体放置在桌子上、关门或其它类型的环境噪声)的注入，所述专利以引用的方式整体并入本文。[0043]响应于在输入端48n和4812处接收的信号，双端通话指示器模块48使用麦克风信号和来自减法器46的误差信号来确定是否存在回波，即双端通话指示器模块48搜索复合信号中的回波。更具体地说，双端通话指示器模块48使用自相关确定模块62(图3中展示)来确定有O个样本滞后时的自相关rm(0)，即麦克风34所接收的麦克风信号的信号功率，并且使用自相关确定模块60来确定有O个样本滞后时的误差信号的自相关1^(0)，即误差信号功率。自相关&⑶被称为复合信号或麦克风信号的自相关度量,并且自相关(0)可被称为误差信号的自相关度量。误差信号可被称为回波已消减的信号(由方框120来识别)。自相关值将用来检测除了回波已受到抑制的一个或多个频带以外的那些频带中的回波。双端通话指示器模块48从麦克风信号功率rm中减去误差信号功率应注意，线性自适应滤波器44确定修正的远端信号与麦克风信号之间的相关性，并且从麦克风信号中消除回波估计值(假设线性自适应滤波器44已经成功收敛至最优解附近)。减去自相关值具有与麦克风信号与误差信号之间的正规化互相关类似的信息。回波检测模块66搜索回波信号的存在，并且响应于麦克风信号功率rm与误差信号功率re之间的差异，即rm(0) _re (0)，大于阈值电平Pth来指出回波信号存在。回波检测模块66响应于麦克风信号功率!^与误差信号功率&之间的差异，即rm (0) -re (0)，小于阈值电平Pth并且大于或等于零来指出回波不存在。回波检测模块66将回波状态，即回波存在或回波不存在，发射至信号解释模块72(由决策菱形122来识别)。
[0044]仍然参看图3并且响应于在输入4813处接收的信号，双端通话指示器模块48确定是否已检测到语音，即双端通话指示器模块48搜索修正的复合信号的第一频带中的语音活动。更具体地说，低通滤波器68与语音检测模块70协同搜索上行链路路径中的保留频带中的语音活动。因为在例如来自扬声器32的保留频带k中已经抑制回波内容(图1中展示)，所以回波不存在于此频带中并且保留频带k中检测到的任何语音都来自近端侧。响应于检测到语音信号，语音检测模块70将状态信号，即语音信号存在或语音信号不存在，发射至信号解释模块72 (由决策菱形124来识别)。如果语音信号存在并且回波信号存在，那么信号解释模块72在其输出端74处产生指示双端通话存在的控制信号，也称为双端通话检测信号(由方框126来指示)，所述控制信号出现在非线性处理器50的输入端以及线性自适应滤波器44的输入端。响应于来自双端通话指示器模块48的控制信号指示双端通话存在，非线性处理器50有利地使用指示信号来减轻错误的抑制决策的可能性，错误的抑制决策通常在双端通话期间由于当混合体中的回波比近端语音响得多时非线性处理器不能区分双端通话与回波而发生。将来自双端通话模块48的控制信号发射至线性自适应滤波器44允许滤波器在双端通话期间优化其操作。线性自适应滤波器44在仅回波周期期间和双端通话周期期间减少回波，同时响应于存在双端通话或响应于其中不存在双端通话的近端声信号来向近端声信号添加一些伪像或不添加伪像。然而，类似于非线性处理器50，在回波水平比近端语音高得多的情况下，可能不能够区分仅回波与双端通话，这是因为当回波比近端语音响得多时，双端通话情况和仅回波情况所产生的一般信号统计资料展示极小的区别。当双端通话检测控制信号存在时，线性自适应滤波器44能够区分这两种情况并且在双端通话期间优化其操作以便减少来自混合体的更多回波，同时保持由近端语音组成的信号混合体部分的音频信号质量。由音频发射器52将重构声信号发射至通信信道，其可将所述信号传送至远端位置。
[0045]如果语音信号或回波信号不存在，那么信号解释模块72在其输出端74处产生指示双端通话不存在的控制信号(由方框128来指示)。非线性处理器50根据它在非双端通话处理期间所使用的编程配置来处理输出信号。一般来说，非线性处理器50响应于检测到回波存在来强行抑制，并且在它检测到近端语音时不进行抑制。响应于来自双端通话指示器模块48的控制信号指示双端通话不存在，经由音频发射器52将重构误差信号发射至通信信道，其可将所述信号传送至远端位置。应注意，非线性处理器50的操作细节取决于其具体实行方案并且与双端通话检测程序无关。
[0046]图5是根据本实用新型的另一个实施方案的双端通话检测器电路150的方框图。双端通话检测器电路150类似于双端通话检测器电路10，只是线性自适应滤波器44的N信道输入端连接至频带保留模块40的N信道输入端而不是频带保留模块40的N信道输出端。在此配置中，可通过以下来在保留频带中产生回波信号:减去由线性自适应滤波器44视为是回波但实际上不存在于回波路径中的信号。
[0047]图6是根据本实用新型的另一个实施方案的双端通话检测器电路160的方框图。双端通话检测器电路160类似于双端通话检测器电路150，只是频带保留模块40A连接在线性自适应滤波器44的N信道输出端与减法器46的N信道输入端之间。在此配置中，由频带保留模块40A保留或抑制在频带保留模块40中所保留或抑制的相同频带，以便减轻保留频带中的任何不必要的回波产生。
[0048]图7是根据本实用新型的另一个实施方案的双端通话检测器电路170的方框图。图7中展示的是声信号处理模块12A，其具有连接至分析滤波器组18的输入端、连接至合成滤波器组22的输出端、连接至分析滤波器组26的输入端，以及连接至合成滤波器组30的输出端。分析滤波器组18和26分别连接至音频接收器17和声换能器34，并且合成滤波器组22和30分别连接至声换能器32和音频发射器52。声信号处理模块12A包括远端语音检测器172，其具有连接至或者充当处理模块12A的N信道输入端的N信道输入端、N信道输出端和输出端。远端语音检测器172也称为远端语音检测模块。频带保留模块40具有连接至远端语音检测器172的N信道输出端的N信道输入端，以及连接至合成滤波器组22的N信道输入端的N信道输出端。远端语音检测器172的另一个输出端连接至双端通话指示器模块48A的输入端。根据一个实施方案，双端通话指示器模块48A包括具有单通道输入端和N信道输入端的信号解释模块72，所述N信道输入端耦接至或者充当双端通话指示器模块48A的N信道输入端。双端通话检测器48A进一步包括近端语音检测模块70，其具有连接至信号解释模块72的单通道输入端的输出端，以及连接至低通滤波器68的输出端的输入端，所述低通滤波器具有耦接至分析滤波器组26的输入端。
[0049]图7将分析滤波器组26示出为具有连接至非线性处理器50的N信道输入端的N信道输出端。信号解释模块72的输出端连接至非线性处理器50的输入端，并且非线性处理器50的N信道输出端连接至合成滤波器组30的N信道输入端。合成滤波器组30的输出端连接至发射装置30。虽然双端通话检测器电路170包括非线性处理器50、合成滤波器组30和发射装置52，但是应注意，这些是可从双端通话检测器电路中省去的任选元件。
[0050]双端通话检测器170的操作类似于双端通话检测器10的操作；然而在下行链路路径中检测远端语音，并且由远端语音检测器172实时计算对信号的噪声本底的估计值。响应于信号能量大于噪声本底加上预定阈值，远端语音检测器172指出远端语音存在。
[0051]根据本公开的一个实施例，还提供了一种用于处理声信号的方法，其包括:保留具有多个频带的数字音频信号的第一频带；将包括所述第一频带的所述数字音频信号变换成声信号；将复合信号变换成修正的复合信号，所述复合信号包括所述声信号的一部分；响应于所述修正的复合信号来产生误差信号；搜索所述修正的复合信号的所述第一频带中的语音活动；搜索所述修正的复合信号中的回波；以及使用所述语音活动和所述回波来检测双端通话。在一个示例中，保留所述数字音频信号的所述第一频带可以包括抑制所述第一频带中的语音内容。在一个示例中，所述方法进一步包括响应于所述声信号来产生滤波信号，并且其中产生所述误差信号包括从所述修正的复合信号中减去所述滤波信号。在一个示例中，所述搜索所述修正的复合信号中的所述回波包括确定所述误差信号的自相关度量和所述复合信号的自相关度量。在一个示例中，所述保留所述第一频带包括永久地抑制所述第一频带中的音频信号。在一个示例中，保留所述第一频带包括配置频带保留模块以便永久地选择哪一个频带是所述第一频带。在一个示例中，所述保留所述第一频带包括以下之一:伪随机选择哪一个频带是所述第一频带或心理声学选择哪一个频带是所述第一频带。
[0052]根据本公开的一个实施例，还提供了一种用于处理声信号的方法，其包括:将第一声信号划分成多个频带；抑制所述多个频带的至少一个频带的语音内容以便形成修正的第一声信号；将所述修正的第一声信号变换成第二声信号；从混合信号中产生误差信号，其中所述混合信号包括所述第二声信号与另一个声信号的混合体；检测所述混合信号中的语音和回波；以及响应于所述混合信号中的语音检测来产生双端通话指示信号。在一个示例中，所述方法进一步包括使所述修正的第一声信号经受自适应滤波器的滤波过程以便产生滤波信号，并且通过从所述混合信号中减去所述滤波信号来产生所述误差信号。在一个示例中，所述抑制所述语音内容包括暂时抑制所述语音内容。
[0053]到目前为止，应了解已经提供双端通话检测器和用于检测双端通话的方法。根据本实用新型的实施方案，双端通话检测器指示器模块48被配置来检测双端通话的存在并且向非线性处理器50提供控制信息。响应于检测到回波存在和语音不存在，双端通话检测器指示器模块48向非线性处理器50发出控制信号，以便帮助避免在回波比近端语音响得多的情况下对声信号的错误抑制。响应于检测到回波和语音存在，双端通话检测器指示器模块48向非线性处理器50发出控制信号以便传送声信号。因此，双端通话检测器指示器模块48向非线性处理器50提供控制信号以便减少其将抑制双端通话的可能性。
[0054]虽然本文已经公开特定的实施方案，但是不希望本实用新型限于所公开的实施方案。本领域技术人员应认识到，可做出修正和变化而不脱离本实用新型的精神。本实用新型意图涵盖属于附加权利要求书的范围内的所有这类修正和变化。
【权利要求】
1.一种能够检测双端通话的声信号处理系统，特征在于其包括: 第一频带保留模块，其被配置为具有第一输入信道和第二输入信道以及第一输出信道和第二输出信道；以及 双端通话指示器模块，所述指示器模块耦接至所述频带保留模块。
2.如权利要求1所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括语音检测器，所述语音检测器耦接在所述双端通话指示器模块与所述第一频带保留模块的所述第一输入信道和第二输入信道之间。
3.如权利要求1所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括: 自适应滤波器，其耦接至所述第一频带保留模块； 第一减法器，其耦接至所述自适应滤波器，所述第一减法器被配置来接收第一信号和第二信号并且产生输出信号，其中由所述第一减法器接收的所述第一输入信号来自所述自适应滤波器；以及 双端通话指示器模块，其耦接至所述第一减法器并且被配置来接收多个输入信号并且产生输出信号，其中由所述双端通话指示器模块接收的第一输入信号是来自所述第一减法器的所述输出信号。
4.如权利要求3所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括耦接至所述双端通话指示器模块的非线性处理 器，所述非线性处理器被配置成接收来自所述第一减法器的所述输出信号和来自所述双端通话指示器模块的所述输出信号。
5.如权利要求4所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括耦接至所述双端通话指示器模块的噪声衰减模块。
6.如权利要求5所述的声信号处理系统，特征在于所述噪声衰减模块包括: 声震检测器，其具有输入端和输出端；以及 噪声消减模块，其具有耦接至所述声震检测器的所述输出端的输入端。
7.如权利要求4所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括: 第一过采样加权交叠相加滤波器组，其被配置来向所述频带保留模块提供输入信号；第二过采样加权交叠相加滤波器组，其耦接至所述频带保留模块的所述第一输出信道和第二输出信道； 第三过采样加权交叠相加滤波器组，其被配置来产生由所述第一减法器接收的所述第二信号；以及 第四过采样加权交叠相加滤波器组，其耦接至所述非线性处理器。
8.如权利要求7所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括: 音频接收器，其耦接至所述第一过采样加权交叠相加滤波器组； 第一声换能器，其耦接至所述第三过采样加权交叠相加滤波器组； 第二声换能器，其耦接至所述第二过采样加权交叠相加滤波器组；以及 音频发射器，其耦接至所述第四过采样加权交叠相加滤波器组。
9.如权利要求3所述的声信号处理系统，特征在于所述双端通话指示器模块包括: 信号解释模块，其具有第一输入端和第二输入端以及输出端； 语音检测模块，其具有输入端和输出端，所述语音检测模块的所述输出端耦接至所述信号解释模块的所述第一输入端；以及回波检测模块，其具有输入端和输出端，所述回波检测模块的所述输出端耦接至所述信号解释模块的所述第二输入端。
10.如权利要求9所述的声信号处理系统，特征在于所述双端通话指示器模块进一步包括: 第二减法器，其具有第一输入端和第二输入端以及输出端，所述第二减法器的所述输出端耦接至所述回波检测模块的所述输入端； 第一自相关确定模块，其耦接至所述第二减法器的所述第一输入端；以及 第二自相关确定模块，其耦接至所述第二减法器的所述第二输入端。
11.如权利要求3所述的声信号处理系统，特征在于所述自适应滤波器被配置为具有分别耦接至所述频带保留模块的所述第一输出信道和第二输出信道的第一输入信道和第二输入信道。
12.如权利要求3所述的声信号处理系统，特征在于所述自适应滤波器被配置为具有分别耦接至所述频带保留模块的所述第一输入信道和第二输入信道的第一输入信道和第二输入信道。
13.如权利要求12所述的声信号处理系统，特征在于其进一步包括耦接在所述自适应滤波器与所述第一减法器之间的第二频带保留模块。
【文档编号】H04M3/22GK203747885SQ201420097143
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】P·德哈尼, R·L·布伦南, J·瑞安 申请人:半导体元件工业有限责任公司