[发明专利]在通信网络中从话音频带数据中鉴别语音的方法和设备

说明书

本发明涉及通信领域，更具体地涉及在通信网络中从话音频带中鉴别语音的方法和设备。

众所周知在通信网络中鉴别语音与例如发自调制解调器或传真机的话音频带数据的能力可以改善网络效率和/或保证业务要求的质量。例如，尽管常规电话网络的每个信道携带64kbps，无论信道携带语音或VBD，在电话网络信道与高带宽综合业务通信系统之间的接口处，例如在ATM(异步转移模式)集群设备或IP(互联网协议)电话网络网关，语音可以被压缩到例如8kbps或5.3kbps。因此，因为在这种接口设备上所接收的业务类型可以指示所执行的信号处理，所以已经提出了几种鉴别语音和VBD信号的技术。这种技术常规地依赖于在连续信号段之间从VDB中鉴别语音的参数，例如零点交叉速率，信号极数，高/低频率功率速率，和/或功率变化。

尽管鉴语音和VBD信号的常规技术一般实现相对低速率VBD的低错误率，对于在高速VBD传输中鉴别语音这种技术的错误率明显增加，例如来自使用更高码元速率和复杂编码/调制技术并产生具有与低速传输不同的许多特性的信号的V.32，V.32bis，V.34和V.90调制解调器。对于高速VBD，因为许多参数值的分配例如零点交叉速率，信号极数，和功率变化往往与语音参数值重叠而出现更高的错误率。

本发明是根据至少表示输入信号段的周期性特性的自相似性比值(SSR)、表示输入信号段频谱特性以产生语音/VBD鉴别结果的自相关系数之一，在通信网络中鉴别语音和VBD的一种方法和一个设备。

通常，话音语音特性在于相对高能量的成分和周期性即音调(pitch)，非话音语音呈现很少或没有周期性，而出现在话音和非话音语音段之间的过渡段通常具有话音和非话音语音两者的特性在正常传输期间，对高速VBD进行加扰，编码，和调制，因此如同噪声一样呈现无周期性。某些低速VBD信号例如在启动过程中使用的控制信号呈现周期性。本发明通过确认周期性的VBD信号一般具有比话音语音更快的重复速率并计算短期延迟和长期延迟SSR值指示输入信号帧的重复速率来鉴别周期性语音和VBD信号。

本发明也确认对输入帧周期性特征的分析可能不能保证准确的语音/VBD鉴别，而输入帧的某些频谱特性可以显示输入帧是否是语音或VBD。例如，典型的调制解调器/传真机使用的载波频率在一个窄范围内，反之语音是通常呈现功率频谱中大变化的非静态随机信号。本发明计算短期自相关系数以确定输入帧的频谱包络有助于准确鉴别语音/VBD。

按照本发明的一个实施例，本发明的语音/VBD鉴别技术是以连续判决逻辑算法实施的，该算法通过确认在通信媒体上从语音到VBD或相反方向的变化不可靠而改善了分类性能。因此，在根据SSR值和/或自相关系数已经对预定数量帧进行分类后，连续判决逻辑算法进入“语音状态”或“VBD状态”，在这些状态中除非一定数量的连续分类结果表明当前状态是错误的，语音/VBD鉴别输出不改变。在本发明的一个示范性实施例中，连续判决逻辑算法减弱了对相对低功率信号部分的鉴别结果，该部分信号更容易被错误影响，而改善了鉴别准确性。

根据下列详细说明和附图，本发明的其它方面和优点将变得更清楚，其中

图1是按照本发明的实施例用于鉴别语音和VBD信号的设备的方框图；

图2是流程图，表示按照本发明的实施例根据SSR值和自相关系数鉴别语音/VED；和

图3A-3C是流程图，表示按照本发明的实施例用于将输入信号段分类成为语音或VBD的连续判决逻辑算法。

本发明是一种方法和设备，用于在通信网络中鉴别语音和VBD。图1是总方框图，表示按照本发明实施例的示范性语音/VBD鉴别器100，本发明可以在网络接口设备中实施，例如ATM集群设备或IP电话网络网关。如图1所示，语音/VBD鉴别器包括一个输入帧缓存器，一个高通滤波器120和一个语音/VBD鉴别单元130。应当确认，结构图1的总方框图表示了多个分离元件，VBD/鉴别器100可以各种方式实现，例如以软件驱动的处理器，例如数字信号处理器(DSP)，以可编程逻辑设备，以使用特定集成电路，或以实现设备的组合实现。