[发明专利]用自适应判决门限来完成通话重叠检测的方法和装置

说明书

本发明涉及用于完成通话重叠检测的方法和装置，特别涉及用自适应判决门限来完成通话重叠检测的方法和装置。

通信过程通常包括至少二个用户方和相关的硬件。就一组硬件而言，来自与硬件共地点的用户的语音被称为近端语音，而来自另一用户的语音称为远端语音。常规的回波消除器(其可以供两组硬件使用)使用自适应滤波器，以估计回波路径和合成估计的回波信号，该估计回波信号是从信号Sin减得的信号，目的是降低近端回波。图1表示传统的回波消除器10，其包括完成规格化最小均方(NLMS)算法的自适应FIR滤波器12，完成经过语音检测和比较的通话重叠检测器14，以及混合器16。为了从输入(回波消除器10的Rout通常与回波消除器10Rin信号相同)和输出(回波消除器10的Sin)信号中正确地估计出实际回波路径，该回波路径的输出一定要完全从输入信号中产生。如果近端和远端用户在同一时间只有一个说话，则自适应FIR滤波器12很容易改进为估计出回波路径。当两用户同时说话时，该种情况称为“通话重叠”。在通话重叠期间，输出信号不仅包含输入信号的回波，而且还包含近端语音信号。

当出现近端语音时，应当禁止滤波器12的适配性，否则将获得回波路径的错误估计，其导致弱回波消除。通话重叠检测器14的作用是当回波被近端语音讹误时进行检测，然后禁止滤波器12的适配性。由于在通话重叠情况时的发散问题，通话重叠检测器104对回波消除器10的总体性能有大的影响。

已经做了许多努力以完成通话重叠检测，它们利用来源于近端和远端信号的谱特征或功率电平信息。例如，在D.L.Duttweiler的“A Twelve-ChannelDigital Echo Canceller”(IEEE Trans.Commun.,Vol.COM-26,PP.647-635,1978)中说明的Geigel算法(其遵循功率比较概念)做了一个基本假设，即回波具有比远端语音信号更低的功率电平。因此，如果近端信号功率比远端语音低一个确定的门限(通常为6dB)，则将近端信号考虑为回波，回波消除器设法消除它。否则，说明通话重叠并且禁止适配。Geigel算法是非常有效的(计算简单且成本低)和非常有用的(适用于很多应用)。

但是，在下列情况下，Geigel算法的基本假设是不正确的：

(1)近端说话者以较低音量说话或者过度损耗被引入近端模拟电路；和

(2)大音量回波可发生在移动或免提电话或者在一些具有严重泄漏的混合器中。

在这些情况下，回波消除器可以将较低的近端语音弄错为回波并设法消除它，或者将强的回波弄错为近端语音并设法保持它。

另一类通话重叠算法是交互相关或者基于相干的算法(这里表示为“CORR算法”)，正如在例如J.Benesty等人的“A New Class of Double-TalkDetectors Based on Cross-Correlation”(IEEE Trans.SignalProcessing,Vol.46,No.6,June 1998)和T.Gansler等人的“A Double-Talk Detector Based on Goherence”(IEEETrans.Commun.,Vol.44,pp.1421-1427,November1996)中所说明的，其基于假设来自不同用户的语音信号在呼叫中是独立的，然后使用在Rout和Sin信号之间的互相关系数向量用于通话重叠检测。由于回波通常能够近似为它们原始信号的衰减和延迟版本，因此在回波和它的原始信号之间的强相关应当存在。这使互相关系数向量成为通话重叠检测的有效测量。与Geigel算法比较，为了可靠估计互相关函数，CORR算法引入了至少一个语音帧的额外判决延迟(通常为几百个样值)。作为滞后判决的结果，为了避免严重地消除插入近端语音的原始部分，适配性也一定要延迟。CORR算法还是更为复杂的计算，尤其是当估计谱域中的相关函数时更是如此。