发明内容
本发明实施例提供一种输入信号处理方法及装置,可通过信号处理的方式对输入信号进行分析,并根据分析结果对信号进行处理以去除电磁干扰。
第一方面,本发明实施例提供了一种输入信号处理方法,包括:
确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值;
根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,在所述确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值之前,所述方法还包括:
检测所述当前帧是否为语音帧;
在检测到所述当前帧是语音帧时,才执行所述确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
在检测到所述当前帧不是语音帧,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值,根据所述干扰强度参数值得到滤波调控参数值,并根据计算得到的所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号,根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第一方面,或者第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述方法还包括:
当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号;
根据所述确定的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第一方面,或者第一方面的第一种可能的实现方式,或者第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值中,确定频域能量比参数值,包括:
确定所述当前帧的输入信号的频域幅度谱;
根据所述频域幅度谱得到第一参数值,所述第一参数值包括:所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;或者包括所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中预设频带内的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
根据所述频域幅度谱得到第二参数值,所述第二参数值包括:所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;或者所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述根据所述频域幅度谱得到第一参数值,包括:
计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第一参数值;
所述根据所述频域幅度谱得到第二参数值,包括:
计算所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第二参数值。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,或者第一方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值,包括:
将所述第一参数值和所述第二参数值的比值作为所述当前帧的输入信号的初始频域能量比参数值;
对所述初始频域能量比参数值进行平滑处理,其包括:将所述初始频域能量比参数值与处理过的M帧的频域能量比参数值进行平均计算,所述M为正整数;
将平滑处理后的初始频域能量比参数值作为所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
结合第一方面,或者第一方面的第一种可能的实现方式,或者第一方面的第二种可能的实现方式,或者第一方面的第三种可能的实现方式,或者第一方面的第四种可能的实现方式,或者第一方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值中,确定干扰强度参数值,包括:
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
结合第一方面,或者第一方面的第一种可能的实现方式,或者第一方面的第二种可能的实现方式,或者第一方面的第三种可能的实现方式,或者第一方面的第四种可能的实现方式,或者第一方面的第五种可能的实现方式,或者第一方面的第六种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,所述当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值,包括:
若所述频域能量比参数值大于等于预设的第一阈值,所述频域能量比参数值满足干扰控制条件,将所述干扰强度参数值与预设的最小干扰强度值和最大干扰强度值进行比较;
当所述干扰强度参数值小于等于所述最小干扰强度值时,将预设调控参数最小值作为滤波调控参数值;
当所述干扰强度参数值大于等于所述最大干扰强度值时,将预设调控参数最大值作为滤波调控参数值;
当所述干扰强度参数值大于所述最小干扰强度值,且小于所述最大干扰强度值时,根据预置的调控参数计算公式计算得到所述滤波调控参数值。
结合第一方面,或者第一方面的第一种可能的实现方式,或者第一方面的第二种可能的实现方式,或者第一方面的第三种可能的实现方式,或者第一方面的第四种可能的实现方式,或者第一方面的第五种可能的实现方式,第一方面的第六种可能的实现方式,或者第一方面的第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,根据参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,包括:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
结合第一方面,或者第一方面的第一种可能的实现方式,或者第一方面的第二种可能的实现方式,或者第一方面的第三种可能的实现方式,或者第一方面的第四种可能的实现方式,或者第一方面的第五种可能的实现方式,第一方面的第六种可能的实现方式,或者第一方面的第七种可能的实现方式中,在第九种可能的实现方式中,根据参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,包括:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
结合第一方面的第八种可能的实现方式,或者第一方面的第九种可能的实现方式,在第十种可能的实现方式中,所述方法还包括:
判断所述当前帧是否为空闲帧;
若为空闲帧,将预置的空闲帧标志设置为有效以表示所述当前帧为空闲帧,并将拖尾计数器的长度设置为预设的长度阈值;
若为非空闲帧,将所述预置的空闲帧标志设置为无效以表示所述当前帧为非空闲帧,并将所述拖尾计数器的长度的值减一;
其中,所述判断所述当前帧是否为空闲帧包括:
当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于预设的第二阈值时;或者当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于处理过的N帧的能量比参数值的均值,且处理过的N帧的能量比参数值的均值小于第三阈值时,确定所述当前帧为空闲帧,否则,为非空闲帧。
第二方面,本发明实施例还提供了另一种输入信号的处理方法,包括:
在检测到当前帧为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
对所述干扰强度参数值进行计算,得到滤波调控参数值,并根据计算得到的滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,包括:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
结合第二方面,在第二种可能的实现方式中,所述根据所述参考信号对所述当前帧的输入信号进行估算处理,得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,包括:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比参数值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量比参数值小于等于处理过的N帧的能量比参数值的均值,或处理过的N帧的能量比参数值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
第三方面,本发明实施例还提供了一种输入信号处理装置,包括:
确定模块,用于确定当前帧的输入信号在所述电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
滤波模块,用于当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值,并根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
处理模块,用于根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第三方面,在第一种可能的实现方式中,还包括:
检测模块,用于检测所述当前帧是否为语音帧;
通知模块,用于在所述检测模块的检测结果为是语音帧时,通知所述确定模块确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
非语音帧处理模块,用于在所述检测模块的检测结果为不是语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值,根据所述干扰强度参数值得到滤波调控参数值,并根据计算得到的所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号,根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第三方面,或者第三方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述处理模块,还用于当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号;根据所述确定的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第三方面,或者第三方面第一种可能的实现方式,或者第三方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述确定模块包括:
幅度谱确定单元,用于确定所述当前帧的输入信号的频域幅度谱;
第一参数计算单元,用于根据所述频域幅度谱得到第一参数值,所述第一参数值包括:所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值,或者包括所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
第二参数计算单元,用于根据所述频域幅度谱得到第二参数值,所述第二参数值包括:所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值,或者所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
能量比参数确定单元,用于根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
结合第三方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,
所述第一参数计算单元,具体用于计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第一参数值;
所述第二参数计算单元,具体用于计算所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第二参数值。
结合第三方面的第三种可能的实现方式,或者第三方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述能量比参数确定单元,具体用于将所述第一参数值和所述第二参数值的比值作为所述当前帧的输入信号的初始频域能量比参数值;对所述初始频域能量比参数值进行平滑处理,其包括:将所述初始频域能量比参数值与处理过的M帧的频域能量比参数值进行平均计算,所述M为正整数;将平滑处理后的初始频域能量比参数值作为所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
结合第三方面,或者第三方面的第一种可能的实现方式,或者第三方面的第二种可能的实现方式,或者第三方面的第三种可能的实现方式,或者第三方面的第四种可能的实现方式,或者第三方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述确定模块包括:
干扰强度确定单元,用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
结合第三方面,或者第三方面的第一种可能的实现方式,或者第三方面的第二种可能的实现方式,或者第三方面的第三种可能的实现方式,或者第三方面的第四种可能的实现方式,或者第三方面的第五种可能的实现方式,或者第三方面的第六种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,所述滤波模块包括:
比较单元,用于在所述频域能量比参数值大于等于预设的第一阈值时,所述频域能量比参数值满足干扰控制条件,将所述干扰强度参数值与预设的最小干扰强度值和最大干扰强度值进行比较;
调控参数值确定单元,用于当所述干扰强度参数值小于等于所述最小干扰强度值时,将预设调控参数最小值作为滤波调控参数值;当所述干扰强度参数值大于等于所述最大干扰强度值时,将预设调控参数最大值作为滤波调控参数值;当所述干扰强度参数值大于所述最小干扰强度值,且小于所述最大干扰强度值时,根据预置的调控参数计算公式计算得到所述滤波调控参数值;
滤波单元,用于根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号。
结合第三方面,或者第三方面的第一种可能的实现方式,或者第三方面的第二种可能的实现方式,或者第三方面的第三种可能的实现方式,或者第三方面的第四种可能的实现方式,或者第三方面的第五种可能的实现方式,或者第三方面的第六种可能的实现方式,或者第三方面的第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,所述处理模块包括:
第一能量比参数值计算单元,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第一处理单元,用于若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
结合第三方面,或者第三方面的第一种可能的实现方式,或者第三方面的第二种可能的实现方式,或者第三方面的第三种可能的实现方式,或者第三方面的第四种可能的实现方式,或者第三方面的第五种可能的实现方式,或者第三方面的第六种可能的实现方式,在第九种可能的实现方式中,所述处理模块包括:
第二能量比参数值计算单元,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第二处理单元,用于若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
结合第三方面的第八种可能的实现方式,第三方面的第九种可能的实现方式,在第十种可能的实现方式中,所述处理模块还包括:
判断单元,用于判断所述当前帧是否为空闲帧;
更新单元,用于判断结果为空闲帧时,将预置的空闲帧标志设置为有效以表示所述当前帧为空闲帧,并将拖尾计数器的长度设置为预设的长度阈值;若为非空闲帧,将所述预置的空闲帧标志设置为无效以表示所述当前帧为非空闲帧,并将所述拖尾计数器的长度的值减一;
其中,所述更新单元具体用于当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于预设的第二阈值时;或者当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于处理过的N帧的能量的比值的均值,且处理过的N帧的能量比参数值的均值小于第三阈值时,确定所述当前帧为空闲帧,否则,为非空闲帧。
第四方面,本发明实施例还提供了另一种输入信号的处理装置,包括:
确定模块,用于在检测到当前帧为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
滤波模块,用于对所述干扰强度参数值进行计算,得到滤波调控参数值;根据计算得到的滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
处理模块,用于根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
结合第四方面,在第一种可能的实现方式中,所述处理模块包括:
第一计算单元,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第一处理单元,用于若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
结合第四方面,在第二种可能的实现方式中,所述处理模块包括:
第二计算单元,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第二处理单元,用于若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
本发明实施例对当前帧的输入信号以及各类设备中常见的电磁干扰信号的频率进行计算,确定出具有不同噪声抑制程度的滤波器的滤波调控参数值以使该滤波器根据该滤波调控参数值对输入信号进行滤波处理得到参考信号,再由该参考信号得到当前帧的最终输出信号,从而可以有效地去除输入信号中的电磁干扰,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不需要采用屏蔽技术,成本降低。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参见图1,是本发明实施例的一种输入信号处理方法的流程示意图,本发明实施例的所述方法可应用于通信网络中,通过对当前帧的输入信号进行信号分析得到该输入信号的最终输出信号,具体的,本发明实施例的所述方法包括:
S101:确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值。
其中,在本发明实施例中,所述频域能量比参数值包括:所述根据电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量、所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量计算得到的参数值,所述干扰强度参数值包括:根据所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量计算得到的参数值。
本发明实施例中,所述当前帧的输入信号的采样率FS可以设为8KHz,对信号进行分帧处理,帧长为N,则当前帧的输入信号为in(n),n=0,1,2,…,N-1。所述预设的电磁干扰频率为常见通信设备的电磁干扰信号的频率,该电磁干扰频率一般为217KHz。
所述输入信号的频域能量比参数值表征了在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中,在预设的电磁干扰频率对应的谐波处频谱能量与谐波间频谱能量的比值。具体可以计算在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中全频带内,在预设的电磁干扰频率的各谐波处频谱能量与各谐波间频谱能量的比值,得到频域能量比参数值;或者计算在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中预设频带范围内,在预设的电磁干扰频率的各谐波处频谱能量与各谐波间频谱能量的比值,得到频域能量比参数值;或者先将所述输入信号在不同频带内的幅度谱能量分别乘以对应的加权系数,再计算在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中全频带或预设频带范围内,在预设的电磁干扰频率的各谐波处频谱能量与各谐波间频谱能量的比值,得到频域能量比参数值。
所述干扰强度参数值用于表征所述输入信号可能存在的电磁干扰的强弱。可以使用所述预设的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的频谱能量之和作为干扰强度参数值。另外,也可以用所述预设的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的频谱能量的平均值来表示,或者还可以由某一预置频带内的所述预设的电磁干扰频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的频域能量之和或者平均值来表示。
S102:当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值。
当频域能量比参数值大于等于某一预设的频域能量比参数值阈值时,即满足干扰控制条件。该频域能量比参数值阈值的选取为经验值,也可以根据数据训练得到,其具体取值以能够区分出电磁干扰已发生和未发生为准。频域能量比参数值大于等于频域能量比参数值阈值时,表明电磁干扰发生;频域能量比参数值小于频域能量比参数值阈值时,表明电磁干扰足够小或者没有电磁干扰。
在频域能量比参数值大于等于某一预设的频域能量比参数值阈值时,执行所述S102和下述的S103至S104。否则,即表明电磁干扰足够小或者没有电磁干扰,不必调整滤波器的滤波调控参数值,可以不用通过滤波器对所述当前帧的输入信号进行滤波。
S103:根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号。
本发明实施例中的采用的滤波器的滤波调控参数值包括ρ,在计算得到干扰强度参数值后,即可根据干扰强度参数值对滤波调控参数值ρ进行计算,确定ρ值,以使诸如梳状滤波器等能够根据滤波调控参数值ρ,计算梳状滤波器的传递函数,进行一系列滤波处理后,最后输出参考信号out_tmp(n),梳状滤波器在得到ρ值后,得到参考信号的过程可以采用现有技术实现。
S104:根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
得到参考信号后,在S104中再根据滤波器输出的参考信号进行信号处理,确定所述当前帧的输入信号的最终输出信号。在本发明实施例中,在控制计算得到滤波器的滤波调控参数值并通过滤波器得到参考信号后,根据滤波器输出的参考信号得到所述当前帧的最终输出信号可以通过现有技术实现。
具体的,对于所述S104,在当前帧为非空闲帧时,当前帧的输入信号的最终输出信号可以就是所述参考信号即out(n)=out_tmp(n),n=0,1,2,…,N-1,为空闲帧时则可以根据处理过的K帧的输出信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,out(n)=smooth_mem(K*m),其中,在所述smooth_mem(*)中记录了处理过的K帧的输出。当然也可以使用其他的方法来估计空闲帧时的输出结果,只要保证估计输出信号与前后信号的帧的连贯性即可。当前帧是否为空闲帧可以根据输入信号与参考信号间的频域幅度谱能量差异的大小等方式来确定。
S105:当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号。
S106:根据所述确定的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
在所述S105中直接将所述输入信号作为参考信号输出,即得到参考信号out_tmp(n)=in(n),n=0,1,2,…,N-1。然后根据该参考信号来确定所述当前帧的输入信号的最终输出信号。在本发明实施例中,所述S105至S106为可选步骤,即在不满足干扰控制条件时,还可以有其他处理方式,例如将所述输入信号直接输出,或者根据前一帧的数据帧得到当前帧的所述输入信号对应的输出。
本发明实施例基于当前帧的输入信号以及各类设备中常见的电磁干扰信号的频率,确定出具有不同噪声抑制程度的滤波器的滤波调控参数值以根据该滤波调控参数值对输入信号进行滤波处理得到参考信号,再由该参考信号得到当前帧的最终输出信号,从而得到了去除输入信号中的电磁干扰的最终输出信号,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不需要采用屏蔽技术,成本降低。
再请参见图2,是本发明实施例的另一种输入信号处理方法的流程示意图,本发明实施例的所述方法可应用于通信网络设备中,具体的,本发明实施例的所述方法包括:
S201:检测当前帧是否为语音帧。
所述当前帧包括通信网络设备当前接收到的语音通信等应用下的数据帧等,所述S201具体可以包括:对当前帧的输入信号进行语音激活检测,得到语音激活检测结果vad_flag,根据语音激活检测结果确定所述当前帧是否为语音帧,若不是语音帧,则执行下述的S202,若是语音帧,才执行下述的S204至S209。
同样,本发明实施例中,对所述当前帧的输入信号的信号采样率FS可以设为8KHz,对信号进行分帧处理,帧长为N,则当前帧对应的输入信号为in(n),n=0,1,2,…,N-1。
S202:在检测到所述当前帧为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值,根据所述干扰强度参数值得到滤波调控参数值,并根据计算得到的所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到非语音帧的参考信号;
S203:根据所述非语音帧的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
在所述S202中,所述干扰强度参数值用于表征所述非语音帧的输入信号可能存在的电磁干扰的强弱。可以使用预设的电磁干扰频率(一般可设置为217KHz)及其各谐波频率对应的频谱能量之和作为干扰强度参数值。另外,也可以用预设的电磁干扰频率及其各谐波频率对应的频谱能量的平均值来表示,或者还可以由某一预置频带内的电磁干扰频率的频谱能量之和或者均值来表示。
S204:在检测到所述当前帧是语音帧时,确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
其中,在本发明实施例中,所述频域能量比参数值包括:所述根据电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量、所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量计算得到的参数值,所述干扰强度参数值包括:根据所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量计算得到的参数值。
S205:当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值;
S206:根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号。
S207:根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
S208:当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号;
S209:根据所述确定的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
所述S204至S209的具体说明可参见上述第一实施例中S101至S106实施例的描述,在此不赘述。
在本发明实施例中,在所述S202、S206以及S208中均可以得到对应情况下的参考信号(滤波器得到的参考信号、滤波器得到的非语音帧的参考信号以及将输入信号直接作为参考信号),而在所述S203、S207以及S209中均根据对应情况下的参考信号得到输入信号的最终输出信号。根据参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号可以根据现有技术实现,也可以根据上述实施例中描述的方式实现,在此不赘述。
本发明实施例对当前帧的输入信号进行分析,并对该信号为语音帧、非语音来进行区别处理,再结合各类设备中常见的电磁干扰信号的频率进行计算,确定出具有不同噪声抑制程度的滤波器的滤波调控参数值以根据该滤波调控参数值对输入信号进行滤波处理得到参考信号,再由该参考信号得到当前帧的最终输出信号,从而得到去除输入信号中的电磁干扰的最终输出信号,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不需要采用屏蔽技术,成本降低。
再请参见图3,是本发明实施例中确定输入信号的频域能量比参数值的其中一种具体方法的流程示意图,本实施例的所述方法包括:
S301:确定当前帧的输入信号的频域幅度谱。
具体的,对所述当前帧的输入信号的采样率FS可以为8KHz,对该输入信号进行分帧处理,帧长为N,则当前帧的输入信号为in(n),n==0,1,2,…,N-1。预设的电磁干扰频率为217KHz。
可以先将所述当前帧的输入信号进行L点离散傅里叶变换,L满足大于等于N,L值可以采用256。其中,当L大于N时,对当前帧的输入信号进行补零操作,得到时域信号s(n),n=0,1,2,…,L-1。再次变换到频域后记作S(k),k=0,1,2,…,L-1,计算S(k)的幅度谱SPD(j)(即所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱),j=0,1,2,…,K/2-1。
在本发明实施例中,当前帧输入信号的频域信号S(k)对应表达式可以为:
当前帧的输入信号的频域幅度谱SPD(j)对应的表达式可以为:
其中,Re{}表示获取复数的实部,Im{}表示获取复数的虚部,A为常数。一般取A=1,但是为了控制频域幅度谱的数值便于频谱能量之和的计算有时可以取A>1的常数。
S302:根据所述频域幅度谱得到第一参数值。
所述第一参数值包括:所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;或者包括所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中预设频带内的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
S303:根据所述频域幅度谱得到第二参数值。
所述第二参数值包括:所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;或者所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
其中,所述第一参数值和第二参数值的计算顺序不作限定,也可以同时计算得到第一参数值和第二参数值。
S304:根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
根据上述的频域幅度谱计算输入信号的频域能量比参数值fac_sp,频域能量比参数值表征了所述当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率对应的谐波处频谱能量与谐波间频谱能量的比值。
其中,所述S302的其中一种具体的计算方式可以包括:计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第一参数值。
而所述S303的其中一种具体的计算方式可以包括:计算所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第二参数值。
具体的,在本发明实施例中,计算频域能量比参数值fac_sp的其中一种具体表达式可以为:
其中,频域能量比参数值表达式中的所述STEP表征了谐波间隔频率对应的频域幅度谱样点间隔,其中的i=0、1、2、….,F_EMI为预设的电磁干扰频率,FS为上述的采样率,L为上述的L点离散傅里叶变换,round(*)表示四舍五入取整。上述表达式中的表示向下取整,mean(*)表示取均值。
A表示预设的电磁干扰频率在频域幅度谱中的样点,B表示预设的电磁干扰频率的半频率在频域幅度谱中对应的样点,
所述S302中,计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,是通过上述的STEP和STEP*i+A计算确定。
所述S303中,计算所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,则是通过上述的STEP和STEP*i+B计算确定。
在本发明实施例中,预设的电磁干扰频率为217时,因此,可以得到A=7,B=3,即预设的电磁干扰频率在所述频域幅度谱中为第7个样点,预设的电磁干扰频率的半频率(217/2)在所述频域幅度谱中为第3个样点。在所述SPD(STEP*i+A)中,当i为0时,得到预设的电磁干扰频率在所述频域幅度谱中的频谱能量,在i为1、2时,分别得到电磁干扰频率的第一个谐波频率、第二个谐波频率在所述频域幅度谱中的频谱能量,以此类推。
同理,在所述STEP*i+B中,当i为0时,得到预设的电磁干扰频率的半频率在所述频域幅度谱中的频谱能量,当i为1、2时,分别得到预设的电磁干扰频率的半频率的第一奇次谐波频率、第二奇次谐波频率在所述频域幅度谱中的频谱能量,以此类推。
上述fac_sp的表达式中,分子的表达式为计算上述的第一参数值,分母的表达式为计算上述的第二参数值。
需要说明的是,上述表达式中仅列出了一种计算输入信号的频域能量比参数值的表达式,即通过计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值的方式。在其他实施例中,还可以采用例如:可以不计算全频带内的频域能量比参数值,而只选择某一个预设频带内的幅度谱来计算频域能量比参数值;或者在计算频域能量比参数值时对不同频带内的幅度谱乘以不同的加权系数来计算频域能量比参数值,其中,在计算频谱能量时,均是通过与上述同样的方式获取电磁干扰频率及其谐波频率在相应的频域幅度谱中的样点来确定对应的频谱能量。
进一步的,在本发明实施例中,为了克服所述当前帧的输入信号特征出现波动影响帧间处理的连贯性,还可以对频域能量比参数值进行平滑处理,具体可以采用滑动平均处理,取当前帧的频域能量比参数值与处理过的M帧的频域能量比参数值进行平均,将得到的均值为平滑处理后的当前帧的输入信号的频域能量比参数值。具体的包括:
将所述第一参数值和所述第二参数值的比值作为所述当前帧的输入信号的初始频域能量比参数值;对所述初始频域能量比参数值进行平滑处理,其包括:将所述初始频域能量比参数值与处理过的M帧的频域能量比参数值进行平均计算,所述M为正整数;将平滑处理后的初始频域能量比参数值作为所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
本发明实施例的所述确定输入信号的频域能量比参数值的方法对应于上述图1的实施例中的S101中的确定输入信号的频域能量比参数值,或者对应于图2的实施例中S204的确定输入信号的频域能量比参数值。
本发明实施例通过上述计算方式,能够简单快速地得到输入信号的频域能量比参数值,从而确定输入信号是否存在电磁干扰,方便进行后续的输入信号中的电磁干扰信号的去除。
再请参见图4,是本发明实施例的确定输入信号的干扰强度参数值的其中一种具体方法的流程示意图,本发明实施例的所述方法包括:
S401:根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,计算所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量;
S402:对得到的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
干扰强度参数值旨在表征电磁干扰的强弱,本发明实施例中,使用电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱的频谱能量之和作为干扰强度参数值ener,具体的,干扰强度参数值ener的具体计算表达式可以采用如下表达式:
其中的sum(*)表示求和运算,其他参数值以及计算表达式与上述的频域能量比参数值fac_sp计算公式中的参数值或者计算表达式的含义相同。
进一步的,在其他实施例中,确定输入信号可能存在的电磁干扰的干扰强度参数值还可以采用:所述电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱中频谱能量的平均值来确定,或者还可以由某一个频带内的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱的频谱能量和或均值来表示。具体的,即:根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;或者,根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;或者,根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
本发明实施例的确定输入信号的干扰强度参数值的其中一种具体方法对应于上述图1的实施例中的S101中的确定输入信号的干扰强度参数值,或者对应于图2的实施例中S204的确定当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
本发明实施例通过上述计算方式,能够简单快速地得到输入信号可能存在的干扰强度参数值,从而确定输入信号中的电磁干扰强弱,方便后续去除输入信号中的电磁干扰信号。
再请参见图5,是本发明实施例的计算滤波调控参数值的其中一种具体方法的流程示意图,本发明实施例的所述方法包括:
S501:判断所述频域能量比参数值是否大于等于预设的第一阈值;
所述第一阈值threshold的选取一般为经验值,也可以根据数据训练得到。所述第一阈值的选取原则以能够区分是否存在电磁干扰为准。
当得到的频域能量比参数值fac_sp小于第一阈值时,表示没有电磁干扰,此时将输入信号直接作为参考信号,即out_tmp(n)=in(n),n=0,1,2,…,N-1。当得到的频域能量比参数值fac_sp大于等于第一阈值时,表示可能存在电磁干扰,执行下述S502。
S502:若所述频域能量比参数值大于等于预设的第一阈值,所述频域能量比参数值满足干扰控制条件,将所述干扰强度参数值与预设的最小干扰强度值和最大干扰强度值进行比较。
S503:当所述干扰强度参数值小于等于所述最小干扰强度值时,将预设调控参数最小值作为滤波调控参数值。
S504:当所述干扰强度参数值大于等于所述最大干扰强度值时,将预设调控参数最大值作为滤波调控参数值。
S505:当所述干扰强度参数值大于所述最小干扰强度值,且小于所述最大干扰强度值时,根据预置的调控参数计算公式计算得到所述滤波调控参数值。
在使用梳状滤波器对输入信号进行处理的时候,可以采用更小的分帧来进行处理,以减少内存的占用量。本发明实施例中,采用长度D作为内部处理的分帧长度,D为电磁干扰频率所对应的时域间隔,所述D具体的表达式可以为:
当然,也可以不进行内部分帧处理。
具体的,梳状滤波器的滤波调控参数值ρ具体的计算方式可通过如下表达式实现:
其中,enermin为预先设定的最小干扰强度值,enermax为预先设定的最大干扰强度值,ρmin为预先设定的最小调控参数值,ρmax为预先设定的最大调控参数值。enermin、enermin、ρmin以及ρmax的选取一般为经验值,也可以根据数据训练得到。
在确定了所述滤波调控参数值ρ后,即可控制梳状滤波器根据滤波调控参数值ρ对当前帧的输入信号进行滤波处理,得到参考信号。
本发明实施例的所述计算滤波器的滤波调控参数值的其中一种具体方法对应于上述图1的实施例中的S102,或者对应于图2的实施例中的S202以及S205。
本发明实施例通过上述计算方式,能够基于输入信号的频域能量比参数值和输入信号的可能存在的电磁干扰的干扰强度参数值,来对滤波器的滤波调控参数值进行调整,从而根据输入信号中的电磁干扰强弱,完成对输入信号的滤波操作得到参考信号,方便最后得到输入信号处理输出信号,计算简单,成本低。
再请参见图6,是本发明实施例的得到输出信号的其中一种具体方法的流程示意图,本发明实施例的所述方法包括:
S601:获取输入信号的参考信号。
具体的,所述S601可以包括:确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值;根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号。该进行滤波得到的参考信号具体可通过上述图1对应实施例中的所述S101至S103得到。
或者,所述S601可以包括:在检测到所述当前帧为非语音帧,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值,根据所述干扰强度参数值得到滤波调控参数值,并根据计算得到的所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到非语音帧的参考信号,根据所述非语音帧的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。该非语音帧的参考信号具体可以通过上述图2对应实施例的S202得到,
在得到了滤波调控参数值ρ后,即可得到梳状滤波器的传递函数,所述传递函数的表达式可以采用如下表达式实现:
因此,经过计算得到的滤波调控参数值ρ对输入信号进行滤波后,可以得到的参考信号的时域表达式为out_tmp(n)=in(n)-in(n-D)+ρD*out_tmp(n-D)。当然,这只是梳状滤波器的一种表达形式,由于FS/F_EMI的值不一定为整数,因此也可以使用分数延迟的梳状滤波器,具体设计方法为现有技术,这里不再赘述。
无论是何种方法设计出来的梳状滤波器,均可以将其传递函数表示成为如下表达式:
经过梳状滤波器处理后得到的参考信号为:
其中P为梳状滤波器阶数。
或者,进一步的,所述S601具体可以包括:当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号。该确定的参考信号具体可以通过上述图1对应实施例的S105和图2对应实施例的S208确定得到。
S602:计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值。
输入信号以及参考信号的信号能量的计算可以采用现有技术进行,例如可以根据信号幅度进行相应的积分或者求和等运算。
所述S602中得到的比值即能量比值alpha是原始输入信号的能量与参考信号的能量的比值,其表达式可以为:
如果采用了长度D作为内部处理的分帧长度,则需要按照以长度D替换原始的长度N进行计算。当然这只是能量比值的一种表达方式,也可以使用其它的表示形式,例如可以采用如下表达式:
能量比值alpha表征了经过处理后的参考输出信号与原始信号之间的差异。
S603:若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
S604:若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
S605:若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
S606:若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。该拖尾计数器是在每一次对输入信号进行处理的过程中,当判定某一个输入信号对应的帧为空闲帧时设置的,在每一次判定为空闲帧时,增加拖尾计数器的值,而当判定为非空闲帧时,减少拖尾计数器的值。
具体的,例如,判断前一帧是否为空闲帧具体可以为:当计算得到的前一帧的输入信号的能量和前一帧的参考信号的能量之间的比值大于预设的第二阈值时,或者当计算得到的前一帧的输入信号的能量和前一帧的参考信号的能量之间的比值大于已保存的处理过的N帧的能量比参数值的均值,且保存的处理过的N帧的能量比参数值的均值小于第三阈值时,确定前一帧为空闲帧,否则,前一帧为非空闲帧。在判定前一帧为空闲帧时,将预置的空闲帧标识设置为有效以表示前一帧为空闲帧,并设置拖尾计数器的值为一预设的长度阈值,该长度阈值根据空闲帧可能的拖尾长度来确定,设置空闲帧标识以及拖尾计数器后可以方便在对当前帧的输入信号进行处理时,能够在S604中进行判断。
同样,所述的第二阈值为经验值,也可以根据数据训练得到,所述第二阈值的选取原则以能够区分当前帧是否为空闲帧为准。进一步具体的,所述第二阈值包括:将保存的处理过的N帧的能量比参数值的均值预设为第二阈值;或者,将能量比参数值的长时平均值预设为第二阈值,通过以下公式计算得到:Th2(n)=beta*th2(n-1)+(1-beta)*alpha,其中Th2(n)表示当前帧的第二阈值,th2(n-1)表示前一帧的第二阈值,beta为长时平滑因子。
当能量比值alpha大于第二阈值,根据处理过的K帧的输出结果估计当前帧的最终输出,即:out(n)=smooth_mem(K*m),smooth_mem(*)中记录了处理过的K帧的输出。当然也可以使用其它的方法来估计空闲帧时的输出结果,只要保证估计输出帧与前后帧的连贯性即可。能量比值alpha不大于第二阈值,若前一帧为空闲帧或者拖尾计数器的值大于零(即所述当前帧为空闲帧的拖尾帧),则同样可以采用out(n)=smooth_mem(K*m),而若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则out(n)=out_tmp(n),即直接将梳状滤波器进行滤波处理后输出的参考信号作为所述输入信号的输出信号。
在得到所述输入信号对应的输出信号之后,还可以包括:更新空闲帧标志与拖尾计数器数值。更新了所述空闲帧标志与拖尾计数器的值,以用于对当前帧后的下一帧的输出信号进行估计使用。具体包括:判断所述当前帧是否为空闲帧;若为空闲帧,将预置的空闲帧标志设置为有效以表示所述当前帧为空闲帧,并将拖尾计数器的长度设置为预设的长度阈值;若为非空闲帧,将所述预置的空闲帧标志设置为无效以表示所述当前帧为非空闲帧,并将所述拖尾计数器的长度的值减一;其中,所述判断所述当前帧是否为空闲帧包括:当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于预设的第二阈值时确定所述当前帧为空闲帧,否则,为非空闲帧。
即在所述能量比值大于预设的第二阈值时,本发明实施例中的所述当前帧则可以被确定为空闲帧,更新当前帧的拖尾计数器的值为预设的长度,并将空闲帧标志设置为有效。在所述能量比值小于等于预设的第二阈值时,本发明实施例中的所述当前帧则可以被确定为非空闲帧,并将空闲帧标志设置为无效,若拖尾计数器的值大于等于1则将拖尾计数器的值减一。那么,在对该当前帧的后一数据帧进行处理时,可直接判断前一帧(当前帧)的拖尾计数器的值或者空闲帧标志位,当前一数据帧的空闲帧标志位为有效,或者拖尾计数器的值大于0时,可以确定该后一数据帧为空闲帧后的拖尾处理帧,因此,该后一数据帧的输入信号的最终输出信号则根据处理过的K帧的输出结果估计得到。当前一数据帧的空闲帧标志位为无效且拖尾计数器的值等于0时,该后一数据帧的输入信号的最终输出信号则直接为参考信号。
本发明实施例通过上述计算方式,能够基于输入信号的频域能量比参数值和可能存在的电磁干扰的干扰强度参数值,来选择对梳状滤波器的滤波调控参数值进行调整,从而完成对输入信号的滤波操作得到参考信号,并且在得到参考信号后,再次根据参考信号以及输入信号来确定输入信号的最终输出信号,得到了去除电磁干扰的最终输出信号,计算简单,成本低,而且能够进行空闲帧的判断,有效解决TDMA等系统中在空闲帧时产生的不规则电磁干扰信号的抑制问题,并且计算复杂度低。
再请参见图7,是本发明实施例的得到输出信号的其中另一种具体方法的流程示意图,本发明实施例的所述方法包括:
S701:获取当前帧的输入信号对应的参考信号。
其具体说明可参见上述的S601中的描述,在此不赘述。
S702:计算所述输入信号的能量和所述参考信号的能量之间的比值。
所述S702中得到的比值即能量比参数值alpha是原始输入信号与参考输出信号之间能量的比值,其表达式可以为:
如果采用了长度D作为内部处理的分帧长度,则需要按照以长度D替换原始的长度N进行计算。当然这只是能量比参数值的一种表达方式,也可以使用其它的表示形式,例如可以采用如下表达式:
能量比值alpha表征了经过处理后的参考输出信号与原始信号之间的差异。
S703:若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
S704:若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
S705:若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;处理过的K帧的信号输出结果即为过去处理过的K帧输入信号对应的最终输出信号。
前一帧是否为空闲帧以及拖尾计数器的值与图6对应实施例中的确定方式相同,在此不赘述。
S706:若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。该拖尾计数器是在每一次对输入信号进行处理的过程中,当判定某一个输入信号对应的帧为空闲帧时设置的,在每一次判定为空闲帧时,增加拖尾计数器的值,而当判定为非空闲帧时,减少拖尾计数器的值。
当能量比值alpha大于保存的处理过的N帧的能量比值的均值,且保存的处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,根据处理过的K帧的输出结果估计当前帧的最终输出,即:out(n)=smooth_mem(K*m),smooth_mem(*)中存储了处理过的K帧的输出。当然也可以使用其它的方法来估计空闲帧时的输出结果,只要保证估计输出帧与前后帧的连贯性即可。能量比值alpha不大于保存的处理过的N帧的能量比值的均值,或者保存的处理过的N帧的能量比值的均值大于第三阈值时,若前一帧为空闲帧或者拖尾计数器的值大于零(即所述当前帧为空闲帧的拖尾帧),则同样可以采用out(n)=smooth_mem(K*m),而若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则out(n)=out_tmp(n),即直接将梳状滤波器进行滤波处理后输出的参考信号作为所述输入信号的输出信号。第三阈值为经验值,也可以根据数据训练得到。
在得到所述输入信号对应的输出信号之后,还可以包括:更新空闲帧标志与拖尾计数器数值。更新了所述空闲帧标志与拖尾计数器的值,以用于对当前帧后的下一帧的输出信号进行估计使用。具体的包括:判断所述当前帧是否为空闲帧;若为空闲帧,将预置的空闲帧标志设置为有效以表示所述当前帧为空闲帧,并将拖尾计数器的长度设置为预设的长度阈值;若为非空闲帧,将所述预置的空闲帧标志设置为无效以表示所述当前帧为非空闲帧,并将所述拖尾计数器的长度的值减一;其中,所述判断所述当前帧是否为空闲帧包括:当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于处理过的N帧的能量比参数值的均值,且处理过的N帧的能量比参数值的均值小于第三阈值时,确定所述当前帧为空闲帧,否则,为非空闲帧。
即在能量比值alpha大于保存的处理过的N帧的能量比值的均值,且保存的处理过的N帧的能量比参数值的均值小于第三阈值时,本发明实施例中的所述当前帧则可以被确定为空闲帧,更新当前帧的拖尾计数器的值为预设的长度,并将空闲帧标志设置为有效。在所述能量比值alpha小于等于保存的处理过的N帧的能量比值的均值,或保存的处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,本发明实施例中的所述当前帧则可以被确定为非空闲帧,并将空闲帧标志设置为无效,若拖尾计数器的值大于等于1则将拖尾计数器的值减一。那么,在对该当前帧的后一数据帧进行处理时,可直接判断前一数据帧(当前帧)的拖尾计数器的值或者空闲帧标志位,当前一数据帧的空闲帧标识位为有效,或者拖尾计数器的值大于0时,可以确定该后一数据帧为空闲帧后的拖尾处理帧,因此,该后一数据帧的输入信号对应的最终输出信号则直接根据处理过的K帧的输出结果估计得到。当前一数据帧的空闲帧标志位为无效且拖尾计数器的值等于0时,该后一数据帧的输入信号对应的最终输出信号则直接为参考信号。
本发明实施例通过上述计算方式,能够基于输入信号的频域能量比参数值和干扰强度参数值,来对梳状滤波器的滤波调控参数值进行调整,从而完成对输入信号的滤波操作得到参考信号,并且在得到参考信号后,再次根据参考信号以及输入信号与所述参考信号之间的能量比值,来确定最终的输出信号,得到了去除电磁干扰的最终输出信号,计算简单,成本低,而且能够进行空闲帧的判断,有效解决TDMA等系统中在空闲帧时产生的不规则电磁干扰信号的抑制问题,并且计算复杂度低。
再请参见图8,是本发明实施例的再一种输入信号处理方法的流程示意图,本发明实施例所述的方法可应用于通信网络中,通过对当前帧的输入信号进行信号分析得到该输入信号的最终输出信号,具体的,本发明实施例的所述方法包括:
S801:在检测到当前帧为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
所述S801具体可以包括:对当前帧的输入信号进行语音激活检测,得到语音激活检测结果vad_flag,根据语音激活检测结果确定所述当前帧是否为语音帧。当为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
S802:对所述干扰强度参数值进行计算,得到滤波调控参数值,并根据计算得到的滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号。
干扰强度参数值旨在表征电磁干扰的强弱,本发明实施例中,使用电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱的频谱能量之和作为干扰强度参数值ener。在其他实施例中,确定输入信号的干扰强度参数值还可以采用:所述电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱中频谱能量的平均值来确定,或者还可以由某一个频带内的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱的频谱能量和或均值来表示。
具体的,所述S802中计算得到的滤波调控参数值ρ具体的计算方式可通过如下表达式实现:
其中,enermin为预先设定的最小干扰强度值,enermax为预先设定的最大干扰强度值,ρmin为预先设定的最小调控参数值,ρmax为预先设定的最大调控参数值。enermin、enermin、ρmin以及ρmax的选取一般为经验值,也可以根据数据训练得到。
在确定了所述滤波调控参数值ρ后,即可控制梳状滤波器根据滤波调控参数值ρ对当前帧的输入信号进行滤波处理,得到参考信号。
S803:根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
得到参考信号后,在S803中再根据滤波器输出的参考信号进行信号处理,确定所述当前帧的输入信号的最终输出信号。在本发明实施例中,在控制计算得到滤波器的滤波调控参数值并通过滤波器得到参考信号后,根据滤波器输出的参考信号得到所述当前帧的最终输出信号可以通过现有技术实现。
进一步具体的,所述803中根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,可以包括:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
或者,所述S803中根据所述参考信号对所述当前帧的输入信号进行估算处理,得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,可以包括:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
本发明实施例能够基于非语音帧的输入信号的干扰强度参数值,来对梳状滤波器的调控参数值进行调整,从而完成对输入信号的滤波操作得到参考信号,并且在得到参考信号后,再次根据参考信号以及输入信号与所述参考信号之间的能量比值,来确定最终的输出信号,得到了去除电磁干扰的最终输出信号,计算简单,成本低。
下面对本发明实施例的输入信号处理装置进行详细说明。
请参见图9,是本发明实施例的一种输入信号处理装置的结构示意图。本发明实施例的所述装置可应用于通信网络中,设置在各类型的信号输入输出设备中,具体的,本发明实施例的所述装置包括:
确定模块1,用于确定当前帧的输入信号在所述电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
滤波模块2,用于当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值,并根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
处理模块3,用于根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
本发明实施例中,当前帧的输入信号的采样率FS可以设为8KHz,对信号进行分帧处理,帧长为N,则当前帧对应的输入信号为in(n),n=0,1,2,…,N-1。预设的电磁干扰频率设置为217。
所述确定模块1中确定的所述频域能量比参数值包括:所述根据电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量、所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量计算得到的参数值,所述干扰强度参数值包括:根据所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量计算得到的参数值。
所述确定模块1得到的所述输入信号的频域能量比参数值表征了在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中,在预设的电磁干扰频率对应的谐波处频谱能量与谐波间频谱能量的比值。
进一步的,所述确定模块1具体可以计算在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中全频带内,在预设的电磁干扰频率的各谐波处频谱能量与各谐波间频谱能量的比值,得到频域能量比参数值;或者计算在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中预设频带范围内,在预设的电磁干扰频率的各谐波处频谱能量与各谐波间频谱能量的比值,得到频域能量比参数值;或者先将所述输入信号在不同频带内的幅度谱能量分别乘以对应的加权系数,再计算在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中全频带或预设频带范围内,在预设的电磁干扰频率的各谐波处频谱能量与各谐波间频谱能量的比值,得到频域能量比参数值。
所述确定模块1得到的干扰强度参数值用于表征所述输入信号可能存在的电磁干扰的强弱。可以使用所述预设的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的频谱能量之和作为干扰强度参数值。另外,也可以用所述预设的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的频谱能量的平均值来表示,或者还可以由某一预置频带内的所述预设的电磁干扰频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的频域能量之和或者平均值来表示。
当频域能量比参数值大于等于某一预设的频域能量比参数值阈值时,即满足干扰控制条件。该频域能量比参数值阈值的选取为经验值,也可以根据数据训练得到,其具体取值以能够区分出电磁干扰已发生和未发生为准。频域能量比参数值大于等于频域能量比参数值阈值时,表明电磁干扰发生;频域能量比参数值小于频域能量比参数值阈值时,表明电磁干扰足够小或者没有电磁干扰。
在频域能量比参数值大于某一预设的频域能量比参数值阈值时,需要通过所述滤波模块2和处理模块3进行计算和处理;否则,即表明电磁干扰足够小或者没有电磁干扰,不必调整滤波器的滤波调控参数值。
在所述确定模块1得到干扰强度参数值后,所述所述滤波模块2即可根据干扰强度参数值对滤波调控参数值ρ进行计算,确定ρ值,并通过诸如梳状滤波器等根据滤波调控参数值ρ,进行一系列滤波处理,最后输出参考信号out_tmp(n),梳状滤波器在得到ρ值后,得到参考信号的过程可以采用现有技术实现。
得到参考信号后,所述处理模块3再根据滤波得到的参考信号,确定所述输入信号的最终输出信号。具体的,在当前帧为非空闲帧时,当前帧的输入信号的最终输出信号可以就是所述参考信号即out(n)=out_tmp(n),n=0,1,2,…,N-1,为空闲帧时则可以根据处理过的K帧的输出信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号,out(n)=smooth_mem(K*m),其中,在所述smooth_mem(*)中记录了处理过的K帧的输出。当然也可以使用其他的方法来估计空闲帧时的输出结果,只要保证估计输出信号与前后信号的帧的连贯性即可。当前帧是否为空闲帧可以根据输入信号与参考信号间的频域幅度谱能量差异的大小等方式来确定。
本发明实施例基于当前帧的输入信号以及各类设备中常见的电磁干扰信号的频率,确定出具有不同噪声抑制程度的滤波器的滤波调控参数值以根据该滤波调控参数值对输入信号进行滤波处理得到参考信号,再由该参考信号得到当前帧的最终输出信号,从而得到了去除输入信号中的电磁干扰的最终输出信号,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不需要采用屏蔽技术,成本降低。
进一步的,再请参见图10,是本发明实施例的另一种输入信号处理装置的结构示意图。本发明实施例的所述装置可应用于通信网络中,设置在各类型的信号输入输出设备中,本发明实施例所述的装置包括上一实施例中的确定模块1、滤波模块2以及处理模块3。并且,本发明实施例中,当前帧的输入信号的采样率FS可以设为8KHz,对信号进行分帧处理,帧长为N,则当前帧对应的输入信号为in(n)=0,1,2,…,N-1。
进一步的,在本发明实施例中,所述装置还可以包括:
检测模块4,用于检测所述当前帧是否为语音帧;
通知模块5,用于在所述检测模块4的检测结果为是语音帧时,通知所述确定模块确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
非语音帧处理模块6,用于在所述检测模块4的检测结果为不是语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值,根据所述干扰强度参数值得到滤波调控参数值,并根据计算得到的所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号,根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
所述检测模块4具体可以对当前帧对应的输入信号进行语音激活检测,得到语音激活检测结果vad_flag,根据语音激活检测结果确定所述输入信号当前的数据帧是否为语音帧,若为语音帧,则由所述通知模块5通知所述确定模块1确定输入信号的频域能量比参数值和干扰强度参数值,所述滤波模块2和处理模块3进行相应的滤波调控参数值的计算以及信号的处理,得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
若不是语音帧,则由所述非语音帧处理模块6对该非语音帧进行处理。所述非语音帧处理模块6确定所述输入信号的干扰强度参数值时,可以使用所述预设的电磁干扰频率(一般可设置为217KHz)及其各谐波频率对应的频域幅度谱的能量之和来得到干扰强度参数值。另外,也可以用预设的电磁干扰频率及其各谐波频率对应的频谱能量的平均值来表示,或者还可以由某一预置频带内的电磁干扰频率的频谱能量之和或者均值来表示。
进一步可选地,请参见图10,本发明实施例的所述装置还可以包括:
所述处理模块3,还用于当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号;根据所述确定的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
所述处理模块3直接将所述输入信号作为参考信号输出,即得到参考信号out_tmp(n)=in(n),n=0,1,2,…,N-1,in(n)表示所述输入信号。然后根据该参考信号来确定所述当前帧的输入信号的最终输出信号。在本发明实施例中,在不满足干扰控制条件时,所述处理模块3还可以有其他处理方式,例如将所述输入信号直接输出,或者根据前一帧的数据帧得到当前帧的所述输入信号对应的输出。
进一步可选地,如图11所示,是图10中的确定模块的其中一种具体结构示意图,本发明实施例的所述确定模块1在确定输入信号的频域能量比参数值时,所述确定模块1可以包括:
幅度谱确定单元11,用于确定所述当前帧的输入信号的频域幅度谱;
第一参数计算单元12,用于根据所述频域幅度谱得到第一参数值,所述第一参数值包括:所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值,或者包括所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
第二参数计算单元13,用于根据所述频域幅度谱得到第二参数值,所述第二参数值包括:所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值,或者所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
能量比参数确定单元14,用于根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
进一步具体的,所述第一参数计算单元12,具体用于计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第一参数值;
所述第二参数计算单元13,具体用于计算所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第二参数值。
所述能量比参数确定单元14,具体用于将所述第一参数值和所述第二参数值的比值作为所述当前帧的输入信号的初始频域能量比参数值;对所述初始频域能量比参数值进行平滑处理,其包括:将所述初始频域能量比参数值与处理过的M帧的频域能量比参数值进行平均计算,所述M为正整数;将平滑处理后的初始频域能量比参数值作为所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
进一步的,再请参见图10,所述确定模块1在确定输入信号的干扰强度参数值时,所述确定模块1具体可以包括:
干扰强度确定单元15,用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
用于根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
所述确定模块1的上述各单元的具体实现可参照方法项实施例中的方法实现,在此不赘述。
进一步的,再请参见图12,是图10中的滤波模块的其中一种具体结构示意图,所述滤波模块2具体可以包括:
比较单元21,用于在所述频域能量比参数值大于等于预设的第一阈值时,所述频域能量比参数值满足干扰控制条件,将所述干扰强度参数值与预设的最小干扰强度值和最大干扰强度值进行比较;
调控参数值确定单元22,用于当所述干扰强度参数值小于等于所述最小干扰强度值时,将预设调控参数最小值作为滤波调控参数值;当所述干扰强度参数值大于等于所述最大干扰强度值时,将预设调控参数最大值作为滤波调控参数值;当所述干扰强度参数值大于所述最小干扰强度值,且小于所述最大干扰强度值时,根据预置的调控参数计算公式计算得到所述滤波调控参数值;
滤波单元23,用于根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号。
所述第一阈值threshold的选取一般为经验值,也可以根据数据训练得到,所述第一阈值的选取原则以能够区分是否存在电磁干扰为准。
所述比较单元21当得到的频域能量比参数值fac_sp小于第一阈值时,表示没有电磁干扰,此时将输入信号直接作为参考信号,即out_tmp(n)=in(n),n=0,1,2,…,N-1。当得到的频域能量比参数值fac_sp大于等于第一阈值时,表示可能存在电磁干扰。
所述调控参数值确定单元23对滤波调控参数值ρ具体的计算方式可以参照图5对应实施例中的关于梳状滤波器的滤波调控参数值ρ的描述,在此不赘述。
进一步的,再请参见图13,是图10中的处理模块的其中一种具体结构示意图,所述处理模块3具体可以包括:
第一能量比值计算单元31,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第一处理单元32,用于若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
在得到了滤波调控参数值ρ后,即可通过滤波器根据计算得到的滤波调控参数值对所述输入信号进行滤波,并输出参考信号。
所述的第二阈值为经验值,也可以根据数据训练得到,所述第二阈值的选取原则以能够区分当前帧是否为空闲帧为准。进一步具体的,所述第二阈值包括:将保存的处理过的N帧的能量比值的均值预设为第二阈值;或者,将能量比值的长时平均值预设为第二阈值,通过以下公式计算得到:Th2(n)=beta*th2(n-1)+(1-beta)*alpha,其中Th2(n)表示当前帧的第二阈值,th2(n-1)表示前一帧的第二阈值,beta为长时平滑因子,alpha为所述输入信号和所述参考信号之间的能量比值。
所述第一能量比值计算单元31计算的能量比值alpha的具体计算方式可以采用图6对应实施例中的计算方式,在此不赘述。
当第一能量比值计算单元31计算得到的能量比值alpha大于第二阈值,第一处理单元32根据处理过的K帧的输出结果估计当前帧的最终输出,即:out(n)=smooth_mem(K*m),smooth_mem(*)中存储了处理过的K帧的输出。当然也可以使用其它的方法来估计空闲帧时的输出结果,只要保证估计输出帧与前后帧的连贯性即可。能量比参值alpha不大于第二阈值,则out(n)=out_tmp(n),即直接将梳状滤波器进行滤波处理后输出的参考信号作为所述输入信号的输出信号。
进一步的,再请参见图13,所述处理模块3具体还可以包括:
第二能量比值计算单元33,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第二处理单元34,用于若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
在得到了滤波调控参数值ρ后,即可通过滤波器根据计算得到的滤波调控参数值对所述输入信号进行滤波,并输出参考信号。
所述第二能量比值计算单元33计算的能量比值alpha的具体计算方式可以采用图7对应实施例中的计算方式,在此不赘述。
进一步的,请参见图13,所述处理模块3还可以包括:
判断单元35,用于判断所述当前帧是否为空闲帧;
更新单元36,用于判断结果为空闲帧时,将预置的空闲帧标志设置为有效以表示所述当前帧为空闲帧,并将拖尾计数器的长度设置为预设的长度阈值;若为非空闲帧,将所述预置的空闲帧标志设置为无效以表示所述当前帧为非空闲帧,并将所述拖尾计数器的长度的值减一;
其中,所述更新单元具体用于当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于预设的第二阈值时;或者当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,确定所述当前帧为空闲帧,否则,为非空闲帧。
本发明实施例中的所述当前帧被确定为空闲帧,更新当前帧的拖尾计数器的值为预设的长度,并将空闲帧标志设置为有效。在所述当前帧被确定为非空闲帧,将空闲帧标志设置为无效,若拖尾计数器的值大于等于1则将拖尾计数器的值减一。那么,在对该当前帧的后一数据帧进行处理时,可直接判断前一数据帧(当前帧)的拖尾计数器长度或者空闲帧标志位,当前一数据帧的空闲帧标识位为有效,或者拖尾计数器的值大于0时,可以确定该后一数据帧为空闲帧后的拖尾处理帧,因此,该后一数据帧的输入信号的最终输出信号则直接根据处理过的K帧的输出结果估计得到。当前一数据帧的空闲帧标志位为无效且拖尾计数器的值等于0时,该后一数据帧的输入信号的最终输出信号则直接为参考信号。
本发明实施例通过上述计算方式,能够基于输入信号的频域能量比参数值和可能存在的电磁干扰的干扰强度参数值,来选择对梳状滤波器的滤波调控参数值进行调整,从而完成对输入信号的滤波操作得到参考信号,并且在得到参考信号后,再次根据参考信号以及输入信号来确定输入信号的最终输出信号,得到了去除电磁干扰的最终输出信号,计算简单,成本低,而且能够进行空闲帧的判断,有效解决TDMA等系统中在空闲帧时产生的不规则电磁干扰信号的抑制问题,并且计算复杂度低。
进一步地,再请参见图14,是本发明实施例的再一种输入信号的处理装置的结构示意图,所述装置可应用于通信网络中,设置在各类型的信号输入输出设备中,所述装置包括:
确定模块01,用于在检测到当前帧为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
滤波模块02,用于对所述干扰强度参数值进行计算,得到滤波调控参数值;根据计算得到的滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
处理模块03,用于根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
所述确定模块01具体可以用于对当前帧的输入信号进行语音激活检测,得到语音激活检测结果vad_flag,根据语音激活检测结果确定所述当前帧是否为语音帧。
所述确定模块01确定的干扰强度参数值旨在表征可能存在的电磁干扰的强弱,本发明实施例中,使用电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱的频谱能量之和作为干扰强度参数值ener。在其他实施例中,确定输入信号的干扰强度参数值还可以采用:所述电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱中频谱能量的平均值来确定,或者还可以由某一个频带内的电磁干扰频率及其各谐波频率在所述当前帧的输入信号对应的频域幅度谱的频谱能量和或均值来表示。
具体的,所述滤波模块02得到的滤波调控参数值ρ具体的计算方式可通过如下表达式实现:
其中,enermin为预先设定的最小干扰强度值,enermax为预先设定的最大干扰强度值,ρmin为预先设定的最小调控参数值,ρmax为预先设定的最大调控参数值。enermin、enermin、ρmin以及ρmax的选取一般为经验值,也可以根据数据训练得到。
在确定了所述滤波调控参数值ρ后,所述滤波模块02即可控制梳状滤波器根据滤波调控参数值ρ对当前帧的输入信号进行滤波处理,得到参考信号。
得到参考信号后,所述处理模块03再根据滤波器输出的参考信号进行信号处理,确定所述当前帧的输入信号的最终输出信号。在本发明实施例中,在控制计算得到滤波器的滤波调控参数值并通过滤波器得到参考信号后,根据滤波器输出的参考信号得到所述当前帧的最终输出信号可以通过现有技术实现。
可选地,所述处理模块03具体可以包括:
第一计算单元,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第一处理单元,用于若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
或者可选地。所述处理模块03具体可以包括:
第二计算单元,用于计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
第二处理单元,用于若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
本发明实施例通过上述计算方式,能够基于输入信号的频域能量比参数值和可能存在的电磁干扰的干扰强度参数值,来选择对梳状滤波器的滤波调控参数值进行调整,从而完成对输入信号的滤波操作得到参考信号,并且在得到参考信号后,再次根据参考信号以及输入信号来确定输入信号的最终输出信号,得到了去除电磁干扰的最终输出信号,计算简单,成本低,而且能够进行空闲帧的判断,有效解决TDMA等系统中在空闲帧时产生的不规则电磁干扰信号的抑制问题,并且计算复杂度低。
再请参见图15,是本发明实施例的一种网络设备的结构组成示意图,本发明实施例的所述网络设备可应用在各类通信网络中,具体的,所述网络设备包括:输入装置100、输出装置200以及处理器300,其中,所述输入装置100用于接收当前帧,所述输出装置200用于输出最终输出信号,所述处理器300在执行时,用于:
确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值;
根据所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
进一步的,所述处理器300在执行所述确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值之前,还用于:
检测当前帧是否为语音帧;
在检测到所述当前帧是语音帧时,才执行所述确定当前帧的输入信号在预设的电磁干扰频率下的频域能量比参数值和干扰强度参数值;
在检测到所述当前帧为非语音帧,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值,根据所述干扰强度参数值得到滤波调控参数值,并根据计算得到的所述滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到非语音帧的参考信号,根据所述非语音帧的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
进一步可选地,所述处理器300还用于:
当所述频域能量比参数值不满足干扰控制条件时,将所述当前帧的输入信号确定为参考信号;
根据所述确定的参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
进一步可选地,所述处理器300在用于确定输入信号的频域能量比参数值时,具体用于:
确定所述当前帧的输入信号的频域幅度谱;
根据所述频域幅度谱得到第一参数值,所述第一参数值包括:所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;或者包括所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中预设频带内的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
根据所述频域幅度谱得到第二参数值,所述第二参数值包括:所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;或者所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的预设频带内的频谱能量的平均值、或者根据预置的加权系数得到的加权平均值;
根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
进一步的,所述处理器300在用于根据所述频域幅度谱得到第一参数值时,具体用于:
计算所述电磁干扰频率及其谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第一参数值;
所述处理器300在用于根据所述频域幅度谱得到第二参数值时,具体用于:
计算所述电磁干扰频率的半频率及半频率的奇次谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中对应的样点,确定各样点在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量,并将确定的各样点的频谱能量的平均值作为第二参数值。
进一步的,所述处理器300在用于根据所述第一参数值和所述第二参数值的比值得到所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值时,具体用于:
将所述第一参数值和所述第二参数值的比值作为所述当前帧的输入信号的初始频域能量比参数值;
对所述初始频域能量比参数值进行平滑处理,其包括:将所述初始频域能量比参数值与处理过的M帧的频域能量比参数值进行平均计算,所述M为正整数;
将平滑处理后的初始频域能量比参数值作为所述当前帧的输入信号的频域能量比参数值。
进一步的,所述处理器300在用于确定干扰强度参数值时,具体用于:
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求和计算,将求和计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
或者,
根据所述当前帧的输入信号的频域幅度谱,在预设频带内对所述电磁干扰频率及谐波频率在所述当前帧的输入信号的频域幅度谱中的频谱能量进行求平均计算,将平均计算的结果作为所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值。
进一步的,所述处理器300在用于当所述频域能量比参数值满足干扰控制条件时,根据所述干扰强度参数值计算滤波调控参数值时,具体用于:
若所述频域能量比参数值大于等于预设的第一阈值,所述频域能量比参数值满足干扰控制条件,将所述干扰强度参数值与预设的最小干扰强度值和最大干扰强度值进行比较;
当所述干扰强度参数值小于等于所述最小干扰强度值时,将预设调控参数最小值作为滤波调控参数值;
当所述干扰强度参数值大于等于所述最大干扰强度值时,将预设调控参数最大值作为滤波调控参数值;
当所述干扰强度参数值大于所述最小干扰强度值,且小于所述最大干扰强度值时,根据预置的调控参数计算公式计算得到所述滤波调控参数值。
进一步可选地,所述处理器300在用于根据所述参考信号对所述当前帧的输入信号进行估算处理,得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号时,具体用于:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
或者,所述处理器300在用于根据参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号时,具体用于:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
进一步可选地,所述处理器300还用于:
判断所述当前帧是否为空闲帧;
若为空闲帧,将预置的空闲帧标志设置为有效以表示所述当前帧为空闲帧,并将拖尾计数器的长度设置为预设的长度阈值;
若为非空闲帧,将所述预置的空闲帧标志设置为无效以表示所述当前帧为非空闲帧,并将所述拖尾计数器的长度的值减一;
其中,所述判断所述当前帧是否为空闲帧包括:
当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于预设的第二阈值时;或者当计算得到的所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,确定所述当前帧为空闲帧,否则,为非空闲帧。
本发明实施例对当前帧的输入信号以及各类设备中常见的电磁干扰信号的频率进行计算,确定出具有不同噪声抑制程度的滤波器的滤波调控参数值以使该滤波器根据该滤波调控参数值对输入信号进行滤波处理得到参考信号,再由该参考信号得到当前帧的最终输出信号,从而可以有效地去除输入信号中的电磁干扰,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不需要采用屏蔽技术,成本降低。
再请参见图16,是本发明实施例的另一种网络设备的结构示意图,本发明实施例的所述网络设备包括:输入装置400、输出装置500以及处理器600,其中,所述输入装置400用于接收当前帧,所述输出装置500用于输出最终输出信号,所述处理器600具体用于:
在检测到当前帧为非语音帧时,确定所述当前帧的输入信号的干扰强度参数值;
对所述干扰强度参数值进行计算,得到滤波调控参数值,并根据计算得到的滤波调控参数值对所述当前帧的输入信号进行滤波得到参考信号;
根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号。
所述处理器600在用于根据所述参考信号得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号时,具体用于:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量的比值大于预设的第二阈值,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于所述预设的第二阈值,则判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
所述处理器600在用于根据所述参考信号对所述当前帧的输入信号进行估算处理,得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号时,具体用于:
计算所述当前帧的输入信号的能量和所述参考信号的能量的比值;
若所述能量比值大于处理过的N帧的能量比值的均值,且处理过的N帧的能量比值的均值小于第三阈值时,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若所述能量的比值小于等于处理过的N帧的能量比值的均值,或处理过的N帧的能量比值的均值大于等于第三阈值时,进一步判断前一帧是否为空闲帧,并判断拖尾计数器的值是否大于0;
若前一帧为空闲帧或拖尾计数器的值大于0,则根据处理过的K帧的信号输出结果估计得到所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
若前一帧不为空闲帧且拖尾计数器的值等于0,则将所述参考信号作为所述当前帧的输入信号的最终输出信号;
其中,所述拖尾计数器的值大于0时用于表示数据帧为空闲帧的拖尾帧。
本发明实施例对当前帧的输入信号以及各类设备中常见的电磁干扰信号的频率进行计算,确定出具有不同噪声抑制程度的滤波器的滤波调控参数值以使该滤波器根据该滤波调控参数值对输入信号进行滤波处理得到参考信号,再由该参考信号得到当前帧的最终输出信号,从而可以有效地去除输入信号中的电磁干扰,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不需要采用屏蔽技术,成本降低。
本发明实施例利用输入信号及其电磁干扰信号强弱检测,控制使用具有不同噪声抑制程度的滤波器对输入信号进行滤波,可以有效地去除输入信号中的电磁干扰,降低语音损伤,并最大程度地去除电磁干扰,并且计算复杂度低,不用采用屏蔽技术,成本降低。并且可以基于语音帧和非语音帧进行区别处理,进一步地减低了计算的复杂度,其中的输入信号的频域能量比参数值和输入信号的干扰强度参数值计算简单、快捷,而且还能够进行空闲帧的判断,有效解决TDMA等系统中在空闲帧时产生的不规则电磁干扰信号的抑制问题,并且计算复杂度低。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。