[发明专利]一种判断滤波器状态发散的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种判断滤波器状态发散的方法及装置。

背景技术

在通信系统中，通话质量会受到回声的影响，如果通话过程中，尤其是免提条件下不进行回声消除，则无法实现正常通话。所谓回声，是指近端扬声器发出的语音信号直接或间接地被麦克风采集并传回远端的情况，即通话中的一方又从自己使用的电话中听到了自己的声音。

现有技术中，通常使用自适应滤波器技术对回声进行消除。自适应滤波器利用远端信号去模拟回声产生的路径并生成估计的回声信号，然后从近端信号中减去估计的回声信号后再发送到远端。

具体的，如图1所示，图1为本发明背景技术中回声消除器工作原理示意图，图1中右侧实线框图内的一条直线和两条曲线用来模拟远端的声音从扬声器发出并由麦克采集的传播过程。其中，曲线表示远端的声音经过反射被麦克接收。图1中的虚线框为典型的声学回声消除器，假设用户A和用户B正在通话，将麦克采集到的近端信号d(n)，可以理解为用户A自己的说话的声音和用户B的回声，若用户A不说话则只有用户B的回声，和远端传送过来与该近端信号同步的的远端信号x(n)，可以理解为与用户A进行通话的用户B说话的声音，将两个信号输入到回声消除器中，根据自适应滤波器原理可以计算滤波器系数矢量、并根据滤波器系数矢量模拟图1中右侧实线框图内的回声传播路径、以及计算经过回声消除器处理后的输出信号e(n)。进一步地，将该输出信号e(n)传送回远端，即用户B，完成整个回声消除过程，保证用户之间的通话质量。

由上可知，参阅图2所示，图2为本发明背景技术中自适应滤波器工作原理示意图，其中，自适应滤波器的输入信号为近端信号d(n)和与该近端信号同步的远端信号x(n)，经过自适应滤波器回声消除处理后得到的输出信号为e(n)，并将该输出信号发送到远端。进一步地，滤波器状态发散与否决定了输出信号e(n)的质量，如果滤波器状态发散，则表示输出信号失真，回声消除器失效，将会严重影响通信质量。

因此，通过检测滤波器状态是否发散可以判断输出信号是否失真，若滤波器状态发散，则回声消除器肯定会受到影响，甚至失效，导致输出信号失真，若滤波器状态收敛，则说明回声被大部分消除，通话质量较好。因此，针对滤波器状态的检测是回声消除系统乃至通信系统的一个重要组成部分，是判断输出信号质量以及通信质量的重要标准。

现有技术中，常用的检测滤波器状态是否发散的方法为计算回声损耗增益(EchoReturnLossEnhancement，ERLE)，即回声信号能量与残留回声信号能量的差值，该方法用于评估回声消除器对回声的抵消性能，具体公式如下：

ERLE(n)＝10*log₁₀E[d²(n)]/E[e²(n)]

上述公式中，E[d²(n)]表示麦克采集到的近端信号能量，近端信号包括回声和其他信号；E[e²(n)]表示回声消除器的输出信号能量，输出信号包括前面所述的其他信号及残留回声。这里所说的其他信号，为实际通话中用户说话的语音信号，以及近端的环境噪声等，因此，在处理过程中默认所述其他信号不受影响。

当滤波器状态收敛时，ERLE相对稳定，当自适应滤波器被干扰而使滤波器状态发散时，ERLE将明显降低，具体的，可以通过设定门限值来判断滤波器状态是否收敛，当ERLE高于预设门限时说明滤波器状态收敛，当ERLE小于预设门限时说明滤波器状态发散。

现有技术是基于信号的能量来评估滤波器状态是否发散，计算ERLE需要计算近端信号和输出信号的能量差值，但是由于语音信号本身波动较大，由此造成的信号能量波动也比较大，在计算ERLE时，为了平滑信号的波动性，需要额外运算对信号进行平滑处理，同时为了控制ERLE动态范围，还需要将运算转化为对数域的计算，因此，整个计算过程的复杂度较高。此外，如果近端信号所处环境发生变化，如噪声变化，对ERLE的稳定性也会产生影响，进而可能造成对滤波器状态是否发散的判断出现错误。

发明内容

本发明实施例提供一种判断滤波器状态发散的方法及装置，用以解决现有技术中存在的滤波器状态判断方法计算复杂度较高、且可能出现判断错误的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种判断滤波器状态发散的方法，包括：

采集近端信号以及与所述近端信号同步的远端信号，并