一种根据频域能量对音频信号进行检测的方法和装置的制造方法_4

文档序号:9581906阅读:来源:国知局
的分布特征来检测音频信号。
[0149] 如果顿集合内的频域能量分布导数的极大值分布特征位于第一区间的顿的个数 大于等于第一阔值,则待检测顿为标准的待检测信号; 阳150] 如果待检测顿不满足上述条件,但是顿集合内的频域能量分布导数的极大值分布 特征位于第^区间的顿的个数大于等于第阔值,则待检测峽为异常的待检测信号。 阳151] 本实施例W铃音检测为例说明。首先检测时域能量分布;在满足时域能量分布的 基础上,进一步检测频域能量分布。
[0152] 在时域上,--个完整铃音信号可能包括--段周期信号:即静音段+周期信号段K 静音段;也可能包括两段周期信号;即静音段+周期信号段1+静音段+周期信号段2+静 音段。W图8所示的标准铃音为例,巧一个完整铃音的时长为cycle~t]uration帧;周期信 号段1的起止位置为第periodl-on顿,结束位置为第periodl-off顿;周期信号段2的起 止位置为第period2-〇n顿,结束位置为第period2-〇ff顿。针对不同国家及地区的铃音, cycle-duration、periodl-on、periodl-offW及百T會居的period2-on、period2-off的取值 均是不同的。
[0153] 设上述音频信号峽为某音频信号的当前峽,该当前顿为第k顿,检测时域能量分 布是否满足如下耍求:
[0154] 检测可能的周期信号段 1,即第k-(3ycle_durat.ion+periodl_on峽至第k-(3ycle_ duration+periodLo-ff顿是否具有较大能量;
[0155] 如果待检测铃音存在第二个周期信号,检测可能的周期信号段2,即第k-cycle_ duration+period2_on峽至第k-(:ycle_duration+pe;riod2_off峽是否具有较大能量;
[0156] 检测其余顿是否处于静音段,即其余顿的能量是否足够小。
[0157] 如果满足上述时域能量分布条件,说明第k-cycl心duration峽至第k(侦信号可能 为-个完整的铃音信号。再将其中的周期信号段作为顿集合,通过分析频域能量分布导数 的极大值分布特征,确定该段信号是否为待检测的铃音信号。
[0158] 需要说明的是,首先检测时域能量分布的目的在于;如果待检测信号的时域能量 分布已经明显不符合特定类型标准铃音的要求,就可W判断该信号不是要识别的铃音信 号,没有必耍再进行频域能量分析,由此可W有效地降低算法复杂度。但是,检测时域能量 分布只是一个初步检测步骤,进一步检测频域能量分布特性才是本方案的关键步骤。一方 面,不同于铃音信号,许多待检测的信号在时域能量分布上没有固定规格,无法通过检测时 域能量分布来进行初步检测;另一方面,即使是针对某种铃音信号,仅仅通过时域分析,也 是不可能识别出正常信号及异常信号的。
[0159] 频域能量分布可W分WT四种情况介绍:
[0160] 标准单频铃音信号。
[0161] 设符号M表示关系"且",符号I!表示关系"或"。针对待检测顿对应的顿集合, 检测步骤为:
[0162] 依次检测pos_max_L7_l与pos_max_L7_2是否满足条件: 阳16;3] (pos-max-L7-1二二f)&&(pos_jnax-L7-2二二f-1)
[0164] 统计满足条件a的顿的个数,记为num_j)〇S;
[0165] 检测num_pos是否满足条件num_pos>N1。如果满足该条件,待检测峽为待识别 的标准单频信号。
[0166] 其中,f及f-1为针对标准单频信号的第一区间参数,Nl为第一阔值。针对不同类 型的单频铃音,f及Nl的取值是不同的。Nl的取值与不同类型的铃音规格有关;f'的取值 与不同类型的铃音规格、采样率及FFT变换大小有关。
[0167] 针对标准单频铃音信号,图9给出周期信号段的pos_max_L7_l及pos_max_L7_2 分布特征曲线。其中,实线表示P〇sjmxJ^7J,虚线表示posjmxJJ^2;横轴为顿;纵轴为 谱线位置。由图7可见,在周期信号段中,POSjnaxJ始终分布在谱线f上,POSjnax^ L7_2始终分布在谱线f-1上。在本实施例中,设采样率为8陆Z,FFT变换大小为1024。W 德国铃音为例,设置f等于55。
[0168] 标准双频铃音信号。
[0169] 针对待检测顿对应的顿集合,检测步骤为:
[0170] 依次检测pos_max_L7_l与pos_max_L7_2是巧满足条件:
[0171] ((pos_max_L7_l == f_l) && (pos_max_L7_2 == f_2)) 阳17。((pos-max-L7-I二二f-2)&&(pos_jnax-L7-2二二f-:[))
[0173] 统计满足条件a的顿的个数,记为numjios ;
[0174] 检测num_pos是否满足条件num_pos>Nl。如果满足该条件,待检测峽为待识别 的标准单频信号。
[0175] 其中,fll及fL2为针对标准双频信号的第一区间参数,Nl为第一阔值。针对不同 类型的双频铃音,f_uf_2及NI的取值是不同的。NI的取值与不同类型的铃音规格有关;f_l及f_2的取值与不同类型的铃音规格、采样率及FFT变换大小有关。
[0176] 针对标准双频铃音信号,图9给出周期信号段的POSJnaxJJJ及POSjmx 分布特征曲线。其中,实线表示p〇sjmax__L7_J,虚线表示posjnax___L7___2 ;横轴为峽;纵轴为 谱线位直。由图7可见,在周期信号段中,除了起始位直及结束位直,pos_max_L7_l及pos_ max_L7_2不是分布在谱线上,就是分布在谱线f_2。并且,当pos_max_L7_l分布在谱线 f""l上时,p〇s__max__L7___2 就分布在谱线-f__2 上;当pos_jnax__L7___l分布在谱线f__2 上时,pos___ maxJ..7J2就分布在谱线ILl上。在本实施例中,设采样率为8k化,FFT变换大小为1024。 W英国铃音为例,设置f_l等于52,f_2等于58。
[0177] 异常单频铃音信号。
[0178] 针对待检测顿对应的顿集合,检测步骤为:
[0179] 依次检测p〇s_jnaxJL7J胃与posjmax__L7__2是否不满足W下条件:
[0180] (pos_max_L7_l= =f) && (pos_max_L7_2 ==f-1) 阳181] 依次检测pos_max_L7_l与pos_max_L7_2是否满足化下条件:
[0182] (pos-max-L7-1E[f-df,f+df])&&(pos-max-L7-2e[.f-df,f+d円)
[0183] 统计同时满足条件a及b的峽的个数,记为numjos;
[0184] 检测num_pos是否满足条件num_pos52N2。如果满足该条件,待检测帧为待识别 的标准单频信号。
[0185] 其中,f-肚及f+肚为针对异常单频信号的第-区间参数,N2为第^阔值。针对不 同类型的单频铃音,f及N2的取值是不同的。N2的取值与不同类型的铃音规格有关;f的 取值与不同类型的铃音规格、采样率及FFT变换大小有关。
[0186] 异常双频铃音信号。
[0187] 针对待检测顿对应的顿集合,检测步骤为:
[0188] 依次检测0〇8__!1!3《___1.7___1与0〇3___1113《___17___2是否不满足^下条件:
[0189] (pos_max_L7_l==f_l)&&(pos_max_L7_2 ==f_2)或
[0190] (pos_max_L7_l==f_2) && (pos_max_L7_2 ==f_l) 阳191] 依次检测pos__max__L7_J与pos_jnax__L7___2是否满足W下条件:
[0192] (pos-raax-L7-1 e [f-1-壯,f'-化壯])&色
[0193] (pos_max_L7_2G[f_l-壯,f_化壯])
[0194] 统计满足条件a及b的顿的个数,记为num_pos;
[0195] 检测num」)〇s是否满足条件num」)〇s>N2。如果满足该条件,待检测峽为待识别 的标准单频信号。
[0196] 其中,f_l-肚及fj^+壯为针对异常双频信号的第二区间参数,N2为第二阔值。针 对不同类型的双频铃音,及N2的取值是不同的。N2的取值与不同类型的铃音规格 有关;fll及1L2的取值与不同类型的铃音规格、采样率及FFT变换大小有关。
[0197] W异常双频信号为例,图11给出异常铃音检测示意图。其中,实线表示POSjnax^ L7_L虚线表示pos_max_L7_2 ;横轴为顿:纵轴为谱线位置。前半部分给出标准信号的pos_ max_L7_l及pos_max_L7_2,后半部分给出异常信号的pos_max_L7_l及pos_max_L7_2。由 图U可见,前半部分标准信号的p〇s__max__L7_J及pos_jnax__L7___2的分布特征满足标准铃音 的检测条件。后半部分异常信号的p〇s_max_L7_l及pos_max_L7_2的分布特征虽然已不满 足标准铃音的检测条件,但是与其他信号相比,还是分布在一个限定范围内。
[0198] 本实施例,具体W检测铃音信号进行举例说明,可W实现检测出标准铃音和杂音。
[0199] 下面为本发明装置实施例,本发明装置实施例用于执行本发明方法实施例一至H 实现的方法,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,具体技术细节未揭示 的,请参照本发明实施例一、实施例.r.和实施例H。
[0200] 请参阅图12,图12是本发明实施例提供的一种根据频域能量对音频信号进行检 测的装置的结构示意图,如图12所示,包括:接收单元121、获取单元122、获得单元123、集 合单元124和检测单元125,其中:
[0201] 接收单元121,用于接收音频信号顿。
[0202] 接收单元121可W是通过网络接收音频信号峽,或者通过录音装置接收音频信号 顿。
[0203] 可选的,上述音频信号顿可W是电子设备中可处理的任-
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