[发明专利]一种应用于回声抵消系统的双端通话检测方法

说明书

本发明涉及一种应用于回声抵消系统的双端通话检测方法，该方法包括：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。本方法与传统的双端通话检测算法相比，可以准确地判断双端通话的开始与结束，避免了滤波器的发散，提高了回声抵消系统性能。

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种应用于回声抵消系统的双端通话检测方法，尤其是一种基于信号包络检测(Envelope detection，Env)和互相关估计(Normalized cross correlation，NCC)的双端通话检测(Double talk detection,DTD)方法。

背景技术

在声学回声消除(Acoustic echo cancellation，AEC)系统中，自适应滤波技术用于消除对话期间的回声。其中一个主要问题是处理双端通话，在双端通话期间，由于远端语音信号x(n)与近端语音信号s(n)的不相关特性，近端信号s(n)表现为一个很强的干扰信号，使得自适应滤波算法性能下降，甚至出现自适应滤波器发散，导致远端讲话人听到自己的回声，这是非常糟糕的体验。自从第一种基于自适应滤波器的回声消除器的发展以来，已经提出了几种方法来检测双端通话，从而避免滤波器发散。图1给出了具有双端通话检测功能的AEC框图：如图1所示，传统的NCC算法在AEC系统中的应用是通过计算麦克风信号y(n)和误差信号e(n)之间的互相关系数来判定是否出现双端通话。

根据DTD的检测结果，如果不存在双端通话，自适应滤波器可以更新其系数，反之，自适应滤波器停止更新。目前，最为常见的DTD算法有Geigel和NCC算法。Geigel算法因其简单易实现而被广泛使用，由于回声路径中的信号衰减，回声的能量通常远小于远端语音的能量。通过当前的麦克风输入信号和一段时间之内的扬声器输出信号的最大值做对比来判断是否发生双端通话。但是这个方法的性能还取决于自适应滤波器的输出和实际的应用环境。在信噪比较低的环境下，通常会出现错误的检测结果，导致滤波器发散。NCC算法是通过比较麦克风和误差信号之间的互相关系数来判定是否出现双端通话。由于NCC算法的简单性，如果采用麦克风和误差信号来计算互相关，在自适应滤波器的初始收敛周期内麦克风和误差信号之间的互相关性很高，导致出现错误的检测结果。

理论上来说，在双端通话期间，麦克风输入信号能量大于远端信号能量。但是在实际应用环境中，室内脉冲响应和回声路径是未知的，当回声的延迟较长将对双端检测系统有影响。在这种情况下，麦克风信号可能低于远端输入能量，可能导致错误的双端通话判定。虽然这种情况很少发生，但是一旦发生，可能导致滤波器发散而降低系统性能。

发明内容

本发明的目的是：针对上述已有方法的问题，提出一种基于信号包络检测(Env)和NCC算法相结合的双端通话检测DTD方法，以期能准确判断双端通话的开始与结束，提升整个AEC系统的性能，从而更好地应用于实际场景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

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；