[发明专利]飞机上高噪音环境自适应话音激活检测装置及方法

说明书

本发明属于语音信号处理、噪声控制技术领域，具体涉及一种飞机上高噪音环境自适应话音激活检测装置及方法，本装置包括话音信号预处理单元、特征提取单元、VAD判决单元、VAD电平输出单元、及门限计算单元；语音输入至话音信号预处理单元，本方法结合本装置采用VAD算法及采用短时信号的零率的语音检测法实现在飞机上高噪音环境的自适应话音激活检测。本发明信号特征提取单元采用短时能量检测法的话音特征提取识别话音信号的有无，同时也结合短时过零检测法的话音特征获得较准确的话音端点判断，进而提高了判断话音信号有无的准确度。

技术领域

本发明属于语音信号处理、噪声控制技术领域，具体涉及一种飞机上高噪音环境自适应话音激活检测装置及方法。

背景技术

飞机上高噪音环境自适应话音激活检测(VAD)技术，作用是检测话音通信时是否有话音存在，有话音发送时才打开“发话功能”，此举可以减少干扰，提高通信容量，降低能耗。如果话音激活检测处理不好，就会出现话音时断时续，或者在噪音很大该关断话音输出传输的时候没有关断，或者在话音质量还较好的情况下话音输出传输就被关断，达不到通信灵敏度的要求，极大影响人员之间正常的话音通信需求。

通常的话音激活检测(VAD)技术大多采用固定门限的能量检测算法，固定门限值是基于当前系统固有的背景噪音确定的。高噪音环境使用时，环境的高噪音会通过现场的送话麦克拾取到系统内，送话麦克拾取噪音的能量值接近固定门限值时，话音激活检测(VAD)就会出现频繁的误检测。

飞机上高噪音环境自适应话音激活检测(VAD)技术提出了一种针对实际噪声环境的VAD方法，采用的是随背景噪声能量变化的自适应门限检测方法，该方法能在多种复杂背景噪声环境中保持可靠的话音信号识别检测性能，且具有较低的复杂度和较好的实时性。该技术适用于嵌入式处理平台，能够自适应地调整判断，有效跟踪背景噪声变化情况，可用于多种应用场合，尤其适用于飞机上高噪音环境的话音自动发送的通话要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种飞机上高噪音环境自适应话音激活检测(VAD)技术，具有较低的复杂度和较好的实时性，适用于嵌入式处理平台，设置3个检测门限，检测门限随噪声电平同步变化，可自适应地调整判断，有效跟踪背景噪声变化情况，克服固定门限检测无法满足噪声未知条件下话音激活检测的要求。

本发明的技术方案是这样解决的：

一种飞机上高噪音环境自适应话音激活检测装置，包括话音信号预处理单元、特征提取单元、VAD判决单元、VAD电平输出单元、及门限计算单元；

语音输入至话音信号预处理单元，话音信号预处理单元实现对话音信号的放大与带通滤波；再将处理过的话音信号传递给特征提取单元及门限计算单元，信号特征提取单元通过信号采用电路提取话音信号的短时能量大小和短时信号的过零率，门限计算单元通过对噪音信号的采集设置话音激活检测的门限；

特征提取单元将提取的话音信号传递给VAD判决单元，门限计算单元将处理后的信号传递给VAD判决单元；

VAD判据单元结合采集到的短时能量大小和短时信号的过零率与门限值要求判决信号帧是有话音还是无话音信号，进而输出VAD高低电平信号。

所述装置可以嵌入式数字信号处理平台。

所述VAD判决单元中，VAD门限计算单元采用了3个控制门限判定话音信号有无；

3个控制门限分别为TL、TH、TM；

TL作为噪声测量门限值，TH作为检测话音存在的门限值，TM作为门限调节失效的门限值，TH门限电平的变化伴随TL门限电平变化，TM门限电平是固定的。