一种参数域回声控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通话语音信号处理领域，尤其涉及一种参数域回声控制装置和方法，所述装置包括回声检测模块，用于通过参数域解码，分别提取远端输出信号和近端输入信号的参数域特征参数，并根据所述参数域特征参数检测近端输入信号帧是否为回声帧；过渡模块，用于当所述回声检测模块检测出近端输入信号帧为非回声帧时，对该近端输入信号帧中的固定码本增益、自适应码本增益以及LSF预测误差进行重新量化，并分别替换该近端输入信号帧原始的固定码本增益、自适应码本增益和LSF。本发明专利技术避免了信号的突变，实现了回声与非回声之间进行切换时的平滑过渡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通话语音信号处理领域，尤其涉及一种參数域回声控制装置和方法。
技术介绍
通话语音质量是衡量电信网络优劣的关键指标之一，也是各电信设备制造商的核心竞争カ之所在。为了在通话过程中保证语音质量，关键的一点即是需要对通话过程中产生的回声及其他干扰源进行有效处理，以提升通话双方的主观感受。通话过程中所产生的回声根据其来源主要可包括电学回声和声学回声两大类，其中，电学回声的产生机理如图I所示，由于电信网络中的ニ /四线混合变换器(Hybrid)的 工作状态与外线阻抗特性紧密相关，当hybrid与外线阻抗不匹配吋，就无法做到将发送端和接收端完全隔离，因此，如图I所示，不同的话机和不同长度的用户线导致在hybrid处信号泄露，从而使得对方用户能听到自己的声音。声学回声的产生机理如图2所示，其主要由扬声器与话筒之间的稱合导致。參照图2,从近端扬声器播放出来的远端声音信号总会有一部分通过话筒又传回远端，这样远端用户就又听到了自己的声音。传统的回声控制算法是基于线性域的脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)来实现的，所谓线性域，就是基于直接样点值的方式，如果通信链路存在编解码压缩环节，则需要一个对应的解码器将压缩码流完全解码后还原到样点值，其适用于所经网元 需要解码或者输入为线性域PCM的场景。但随着近年来免二次编解码操作(Tandem FreeOperation, TF0)和免码变换操作(Transcoder Free Operation, TrFO)的兴起，不需要再在收发端之间进行多次语音编解码的转换，因此传统的回声控制算法不再适用，而是需要通过參数域解码得到參数域的特征參数，从而在參数域上进行回声控制。所谓參数域解码，就是只对压缩码流进行部分解码，提取出每ー帧自身的參数域特征參数，包括固定码本增益、自适应码本增益、线谱频率等，通过修改压缩码流中的这些參数域特征參数来实现回声控制，而不需要通过解码器将压缩码流全部还原到样点值。在參数域对回声进行控制时，由于输入输出的都是压缩编码信号，对于ー些编码类型，例如自适应多速率声码器(Adaptive Multi Rate Codec, AMR)和增强型全速率声码器(Enhanced Full Rate Codec, EFR),其巾贞与巾贞之间是互相关联的，不能只简单独立地对某一帧进行回声控制，尤其是在回声与非回声切换时，需要进行ー些特殊处理才能使得回声与非回声的过渡更为自然。现有技术提供了ー种可应用于TFO/TrFO业务场景的回声控制方法，该方法通过对近端输入信号中的固定码本增益和自适应码本增益进行重新量化输出，以达到对回声与非回声的切換进行过渡处理的目的。图3示出了现有技术提供的通过上述方法在參数域实现回声控制的装置的结构示意图。然而，现有技术在处理回声与非回声的过渡时，当需要对诸如AMR和EFR这样的编码类型信号进行相关处理吋，由于这些信号的帧与帧之间存在相互关联，因此參数的量化与前一帧该參数的预测误差也存在相互关联。而现有技术并未对相关的线性预测系数进行重新量化，因此，通过现有技术对采用上述编码方式的信号进行处理时，最終解码得到的线性预测參数存在出现异常的风险，进而带来信号的突变，使得回声与非回声之间进行切換时无法平滑过渡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种參数域回声控制装置，g在解决现有技术中在处理回声到非回声过渡时，容易导致回声与非回声的切換无法过渡自然的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种參数域回声控制装置，所述装置包括回声检测模块，用于通过參数域解码，分别提取远端输出信号和近端输入信号的參数域特征參数，并根据所述參数域特征參数检测近端输入信号帧是否为回声帧，所述參数域特征參数包括线谱频率(Line Spectral Frequency, LSF)、固定码本增益以及自适应码本增益； 过渡模块，用于当所述回声检测模块检测出近端输入信号帧为非回声帧时，对该近端输入信号帧中的固定码本增益、自适应码本增益以及LSF预测误差进行重新量化，并分别替换近端输入信号帧原始的固定码本增益、自适应码本增益和LSF。本专利技术的另一目的在于提供一种參数域回声控制方法，所述方法包括下述步骤根据远端输出信号和近端输入信号的參数域特征參数，检测近端输入信号帧是否为回声帧，所述參数域特征參数包括LSF、固定码本增益以及自适应码本増益；当检测出近端输入信号帧为非回声帧时，对该近端输入信号帧中的固定码本增益、自适应码本增益以及LSF预测误差进行重新量化，以分别替换该近端输入信号帧原始的固定码本增益、自适应码本增益和LSF。本专利技术实施例对通话过程中产生的回声在參数域进行控制，相比于传统的线性域回声控制需要对压缩码流进行完全解码的方法，其很大程度上提高了回声控制的效率，当检测到非回声帧时，通过对该非回声帧的固定码本增益和自适应码本增益进行重新量化来完成回声与非回声之间的切換，同时，考虑到该非回声帧中的LSF与前ー帧的LSF预测误差存在相互关联，通过对该非回声帧中的LSF预测误差进行重新量化以替代原始的LSF，从而降低了最終解码得到的LSF出现异常的风险，由此避免了信号的突变，实现了回声与非回声之间进行切換时的平滑过渡。附图说明图I为现有技术提供的电学回声的产生机理不意图；图2为现有技术提供的声学回声的产生机理不意图；图3为现有技术提供的可应用于TFO/TrFO业务场景的參数域回声控制的装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置的结构框图；图5为本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置回声检测模块的具体结构图；图6为本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置舒适噪声插入模块的具体结构图；图7为采用本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置舒适噪声插入模块进行回声消除的优化效果图；图8为本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置过渡模块的具体结构图；图9为采用本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置过渡模块进行回声与非回声过渡的优化效果图；图10为本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置A ロ IP或者ATM组网下的TrFO应用场景；图11为本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置A ロ TDM组网下的TFO应用场旦 牙ヽ；图12示出了本专利技术实施例提供的參数域回声控制方法的实现流程图；图13示出了本专利技术实施例提供的參数域回声控制方法检测近端输入信号帧是否为回声帧的具体流程图；图14示出了本专利技术实施例提供的參数域回声控制方法在当近端输入信号帧为回声帧时，对回声帧进行替换的具体流程图；图15示出了本专利技术实施例提供的參数域回声控制方法当近端输入信号帧为非回声帧时，回声控制方法的具体流程图。具体实施例方式在对通话过程中产生的回声在參数域进行控制的过程中，当面临回声与非回声之间的切换时，本专利技术实施例对当前帧的LSF预测误差进行重新量化，并作为近端输出信号中的LSF输出，从而在切换过程中考虑了帧与帧之间的联系，避免了对当前帧进行独立处理而导致的回声与非回声之间的硬切換，提升了回声与非回声之间的过渡效果。图4示出了本专利技术实施例提供的參数域回声控制装置的结构框图，为了便于说明，仅不出了与本实施例相关的部分。參照图4，该装置包括回声检测模块41、舒适噪声插入模块42、过渡模块43和比特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种参数域的回声控制装置，其特征在于，包括 回声检测模块，用于通过参数域解码，分别提取远端输出信号和近端输入信号的参数域特征参数，并根据所述参数域特征参数检测近端输入信号帧是否为回声帧，所述参数域特征参数包括线谱频率LSF、固定码本增益以及自适应码本增益； 过渡模块，用于当所述回声检测模块检测出近端输入信号帧为非回声帧时，对该近端输入信号帧中的固定码本增益、自适应码本增益以及LSF预测误差进行重新量化，并分别替换该近端输入信号帧原始的固定码本增益、自适应码本增益和LSF。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述参数域特征参数还包括基音周期以及能量，且所述回声检测模块包括 部分解码单元，用于分别提取远端输出信号和近端输入信号当前子帧的所述参数域特征参数，以分别构成远端向量和近端向量； 互相关单元，用于将所述远端向量与所述近端向量进行互相关运算，得到多组互相关系数，并记录每组互相关系数所对应的时刻； 子帧判断单元，用于通过检测取值最大的互相关系数所对应的时刻的远端基音周期和近端基单周期的相似性，或者通过检测远端能量和近端能量的差是否小于一预设门限，来判断当前子帧是否为回声子帧； 回声判断单元，用于根据近端输入信号帧中每个子帧的回声检测结果，判断该近端输入信号帧是否为回声帧。3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述过渡模块包括 LSF预测误差计算单元，用于通过将前一近端输入信号帧的LSF预测误差与LSF预测误差系数相乘后再与LSF均值相加，得到当前近端输入信号帧的LSF预测值；再通过将所述回声检测模块输出的LSF与所述LSF预测值相减，得到当前近端输入信号帧的量化前的LSF预测误差，所述LSF预测误差系数和所述LSF均值均为常数，且根据近端输入信号帧的编码方式来确定； 码本增益计算单元，用于将近端输入信号帧中值大于I的固定码本增益或者自适应码本增益取值限制为I ; 量化单元，用于将所述LSF预测误差计算单元获取的LSF预测误差以及所述码本增益计算单元输出的固定码本增益和自适应码本增益进行量化，并分别替换该近端输入信号帧原始的LSF、固定码本增益和自适应码本增益。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述过渡模块还包括 过渡选择单元，用于决定所述过渡模块是否对近端输入信号帧进行过渡； 参数记录单元，用于在所述过渡模块不对近端输入信号帧进行过渡时，记录近端输入信号帧的LSF预测误差； 状态判断单元，用于通过将所述量化单元输出的近端输入信号与所述回声检测模块输出的近端输入信号进行比较，当其中的LSF、固定码本增益和自适应码本增益均完全一致时，令所述过渡选择单元选择不对近端输入信号帧进行过渡，否则，保持所述过渡选择单元的当前状态。5.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 舒适噪声插入模块，用于当所述回声检测模块检测出近端输入信号帧为回声帧时，将该近端输入信号帧用静音帧或者背景噪声帧进行替换后，以静默插入指示SID编码方式进行编码。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述回声检测模块包括 近端输入判断单元，用于判断近端输入信号帧是否为静音帧或者背景噪声帧； 缓存单元，用于将近端输入信号的静音帧或者背景噪声帧的LSF进行缓存，所述缓存单元缓存距离当前时刻最近的8帧LSF ； 所述舒适噪声插入模块包括 LSF生成单元，用于根据所述缓存单元中缓存的LSF，生成量化前的LSF ； LSF量化单元，用于将所述LSF生成单元生成的LSF进行量化，并替代近端输入信号帧原始的LSF。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述缓存单元缓存了8帧的LSF时，所述LSF生成单元从所述缓存单元中随机选取一巾贞LSF以生成量化前的LSF ； 当所述缓存单元缓存的LSF数量小于8巾贞时,所述LSF生成单元通过将所述缓存单元中缓存的每一帧LSF分别转换成线谱对LSP，将转换成的LSP全部累加后求取LSP均值，再将LSP均值转换成LSF，以生成量化前的LSF。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述参数域特征参数还包括能量，且所述回声检测模块包括 能量累加单元，用于将近端输入信号的静音帧或者背景噪声帧的能量进行长时平均累力口，生成能量长时累加均值； 所述舒适噪声插入模块包括 能量量化单元，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，梁俊斌，李玉龙，覃景繁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：