一种基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法，包括以下步骤。首先将一帧信号通过分解滤波器得到子带信号，并进行降采样处理；其次在每个子带信号的每帧内找最大值，再将其转到对数域，得到阶梯包络；然后分别估计语音包络和噪声包络，得到当前帧的信噪比估计值；最后将子带信噪比映射为双端判决阈值，将自适应判决阈值应用到相关性判决因子上。使系统进入双讲状态时，及时冻结自适应滤波器的更新步长。本发明专利技术在复杂的噪声环境下，能有效提高回声抵消器的双端检测的准确率，在音频会议系统中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法
本专利技术涉及回声消除
，具体涉及基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法。
技术介绍
随着IOT技术的发展，越来越多的智能终端都具有高保真高采样率的音视频通讯功能，而该类终端设备一般至少具有一个麦克风和一个扬声器，因此声学回声抵消器是智能语音终端的关键模块。一般线性回声抵消器可以抑制25dB左右，而对于残留的非线性回声和背景噪声将会严重影响双端检测器，若双端检测器不能在发生双讲时及时冻结滤波器，而是在自适应滤波器发散的时候再冻结滤波器，那么双讲将会有明显回声或因为非线性抑制器的原因导致明显的切音断句，无法进行正常的双向沟通。声学回声抵消器的传统方法是采用有限长的FIR滤波器来估计扬声器和麦克风之间的耦合路径，在工程中，考虑计算资源有限，一般采用频域NLMS或二阶AP算法。在滤波器收敛过程中，若近端产生人声或背景噪声等干扰信号，会使自适应滤波器的学习过程发生偏离，因此回声抵消器一般都需要一个双端检测模块。当双讲判决因子达到某一阈值时，系统冻结滤波器步长，避免系统的发散。然而传统的双端检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤(A)，对当前第i帧的远端参考信号x(i)，麦克风接收信号d(i)，分别通过分析滤波器组和降采样器得到第m子带的参考信号x

【技术特征摘要】
1.一种基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(A)，对当前第i帧的远端参考信号x(i)，麦克风接收信号d(i)，分别通过分析滤波器组和降采样器得到第m子带的参考信号xm(i)和第m子带的麦克风信号dm(i)；
步骤(B)在对数域计算语音信号包络和噪声信号包络，并估计信噪比；
步骤(C)计算双端检测器的判决因子；
步骤(D)对自适应滤波器的步长μ(i,m)进行修正；
步骤(E)根据计算的滤波器步长μ(i,m)，对滤波器系数进行更新；
步骤(F)利用更新后的滤波器系数对当前麦克风输入帧计算误差em(i)；
步骤(G)将回声消除器计算出的误差em(i)通过升采样器和综合滤波器，得到最终的输出信号e，并将其输出到系统输出缓冲区；之后返回步骤(A)，处理下一帧信号。


2.根据权利要求1所述的基于子带信噪比估计的低复杂度双端检测方法，其特征在于：步骤(B)在对数域计算语音信号包络和噪声信号包络，并估计信噪比，包括以下步骤：
(B1)取第i帧的第m子带的麦克风信号dm(i)的最大值，并将其转到对数域，计算公式为式(1)，得到第i帧的第m子带的阶梯包络值DdB(i,m)：
DdB(i,m)＝20·log|dm(i)|(1)
(B2)估计语音信号包络SdB(i,m)，语音包络采用一阶IIR网络，其计算公式为式(2)：
SdB(i,m)＝αSdB(i-1,m)+(1-α)DdB(i,m)(2)
其中α为一阶平滑因子，0<α<1；
(B3)估计噪声包络，噪声包络的估计采用二元状态机的策略，计算公式为式(3)：



其中β为噪声包络估计器的平滑因子，0<β<1；
(B4)计算信噪比，通过步骤(B2)和(B3)分别估计出第i帧的第m子带的语音包络SdB(i,m)和噪声包络NdB(i,m)，可以直接在dB域相减，得到第i帧的第m子带的信噪比，计算公式为式(4)：
SNR(i,m)＝SdB(i,m)-NdB(i,m)(4)
(B5)将子带信噪比转化为子带加权因子；因为子带信噪比SNR(i,m)反映了第i帧的第m子带的噪声和干扰程度，因此提出将子带信噪比SNR(i,m)通过一个非线性函数映射到每个子带的步长更新的加权系数SD(i,m)，取值范围为[0，1]，计算公式为式(5)：



其中τ为sigmoid函数的斜率；
(B6)将SD(i,m)加权到双端检测判决阈值上，得到加权的阈值参数T′(i,m)，其计算公式为公式(6)：
T′...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青云，梁瑞宇，姜涛，唐闺臣，包永强，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32