[发明专利]一种应用于回声抵消系统的双端通话检测方法

权利要求书

1.一种应用于回声抵消系统的双端通话检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，计算远端信号和麦克风信号的信号包络，得出判定函数ξ_env(n)，再与设定的阈值T进行比较判断双端通话是否发生；

步骤2，根据步骤1的判断结果，如果判断发生双端通话，则滤波器停止更新，否则，利用远端信号和麦克风信号进行NCC计算；

步骤3，利用步骤2得到的NCC判定式得到最终的判定函数η(n)，将NCC计算结果与设定的阈值K进行比较，最终确定双端通话是否发生，如果判断发生双端通话，则滤波器停止更新，否则，滤波器继续更新；

所述步骤1的具体实现过程包括：在计算信号包络中，考虑信号包络上升和下降的两种情况分别计算，这样麦克风信号x(n)的信号包络使用以下公式计算：

其中，λ是遗忘因子，它定义为包络检测器对信号幅度的快速变化做出反应的速度，用于精确估计信号能量，0.85＜λ＜0.99；

麦克风的输入信号y(n)包括近端语音信号s(n)，回声信号d(n)，近端噪声信号b(n)：

y(n)＝s(n)+d(n)+b(n) (2)

假设回声信号d(n)的能量与远端信号x(n)相比较低，在双端通话期间，麦克风信号y(n)的能量大于远端信号x(n)的能量，得到信号包络不等式：

v_y(n)＞v_d(n)+v_b(n) (3)

在单边通话期间，近似得到：

v_y(n)≈v_d(n)+v_b(n) (4)

因此，双端通话检测应该基于回声和噪声的信号包络，回声信号d(n)使用自适应滤波器产生的回声估计来代替，背景噪声的包络通过恒定的阈值ε来估计，在双端通话期间，采用与远端信号x(n)成比例的近似回声来判断双端通话，得到不等式：

其中，φ(n)是滤波器系数的发散度量，φ(n)≥0，在系统工作中，φ(n)应该随着滤波器收敛而降低并在收敛期间接近零，滤波器系数的梯度向量的范数满足这个条件，在随着自适应滤波器收敛而单调下降，在某一时刻，自适应算法更新时，滤波器系数W(n)随着△W(n)而改变，得到：

其中，α是比例常数，在频域自适应滤波器的情况下，根据帕赛瓦尔定理可知一个信号的能量恒等于此信号在完备正交函数集中各分量能量之和，因此W(n)使用它的DFT之和代替，计算公式如下：

因此，得到双端通话判定函数如下：

将ξ_env(n)与设定的阈值T进行比较，如果ξ_env(n)＞T，则判定发生双端通话。

2.如权利要求1所述的应用于回声抵消系统的双端通话检测方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现过程包括：根据步骤1的结果，如果判定发生双端通话，则滤波器停止更新，否则，利用远端信号和麦克风信号进行NCC计算；

NCC算法是利用远端信号x(n)与麦克风信号y(n)来构造检测公式：

其中，r_xy＝E[x(n)y(n)]＝R_xxh，是麦克风信号的方差，且有：

其中，R_xx是x(n)的自相关矩阵，当没有近端信号存在时，判定函数ξ_NCC(n)＝1，双端通话期间，麦克风信号包含近端语音，因此相关系数会降低，当存在近端信号时0＜ξ_NCC(n)＜1，因此，设置一个略小于1的常数K作为阈值，然后将判定函数ξ_NCC(n)与K比较来判断是否存在双端通话，如果ξ_NCC(n)＜K，则表示存在双端通话。

3.如权利要求1所述的应用于回声抵消系统的双端通话检测方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现过程包括：当信号包络检测无法准确的判断双端通话的发生时，NCC将作为最终的判断，利用步骤2得到的NCC判定式，最终的判定函数如下：

当η(n)＝1时则判定为发生双端通话，滤波器停止更新，否则，判定为单边通话，滤波器继续更新。