CN105405452A - 一种无线对讲机数字软静音方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线对讲机数字软静音方法，用于无线对讲机系统，通过对采样麦克风输入的信号进行判断，如果判断当前信号为语音信号则开启后续语音信号处理模块，否则关闭后续语音信号处理模块，这样噪声信号就不会被发射出去，达到数字软静音的目的；同时当判断为噪声信号后，噪声信号没有被送到语音信号处理模块，降低了系统的功耗。

Description

一种无线对讲机数字软静音方法

技术领域

本发明提供一种无线对讲机数字软静音方法，主要用于无线对讲机语音通信系统，基于特定窗口内的能量值进行语音信号的判定，基于该判定值来决定是否开启后续语音信号处理模块。

背景技术

目前无线语音通信系统尤其是语音类的对讲系统，当需要进行语音通信的时候，一般的操作都是按住系统上的某个开关，系统就开始对麦克风的语音信号进行采集，并进行语音信号的处理，处理完采用无线信号进行发送，如果通话结束则放开开关。当在某些场合比如手上拿了东西还需要进行语音通信的场合，这种场合下不方便按住硬件系统上的通话按钮，无法进行语音的发送，操作不方便。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种无需按住开关，在有语音情况下，自动发送，反之，在没有语音情况下，噪声不会被发送的无线对讲机数字软静音方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种无线对讲机数字软静音方法，用于无线对讲机系统，通过对采样麦克风输入的信号进行判断，如果判断当前信号为语音信号则开启后续语音信号处理模块，否则关闭后续语音信号处理模块，这样噪声信号就不会被发射出去，达到数字软静音的目的。

本发明的无线对讲机数字软静音方法，包括步骤：

(1)、外界环境噪声计算：采集麦克风输入的噪声信号能量，计算所述噪声信号的噪声能量，在所述噪声能量上叠加一定的余量值作为判断语音信号的门限值；

(2)语音信号判断：比较所述麦克风输入的信号能量与所述门限值，判断所述麦克风当前采集的信号是否为语音信号，通过窗口参数判断采集到的信号超过所述门限值的次数决定当前信号是否为语音信号，若为语音信号则将信号传递到后续语音信号处理模块，若不是语音信号则关闭后续所述语音信号处理模块。

进一步的，还可以通过寄存器模块调节所述门限值及所述窗口参数调节软静音功能灵敏度。

进一步的，所述无线对讲机通过所述麦克风采集信号并计算64个数据的平均能量。

进一步的，所述噪声能量为多个所述平均能量的平均值。

进一步的，所述无线对讲机计算完前一组所述平均能量后，间隔一定的时间再进行后一组所述平均能量的计算。

进一步的，所述余量值通过所述寄存器模块进行配置。

进一步的，若所述麦克风输入的信号能量大于所述门限值，则给出标记值为1，反之为0。

进一步的，以连续64个所述标记值作为一个块，对于一个所述块内的64个所述标记值进行求和计算，如果和值大于某个限定值，则所述块为语音信号块。

进一步的，对连续16个所述块进行判断，若16个所述块内判断出有所述语音信号块的个数超过某个预定的值，表示当前采集到的信号是语音信号，打开后续的所述语音信号处理模块；当连续64个所述块内判断出不为语音信号块的个数达到某个预定的值，表示语音信号已经结束，关闭后续的所述语音信号处理模块。

借由上述方案，本发明具有如下优点：

1、通过数字软静音的方法，无需按住无线对讲机上的按钮，可以直接对着麦克风说话，声音就会被自动传送出去，如果麦克风没有语音输入，则数字软静音检查到的信号能量较低，低于设定的语音信号的门限值，该情况下后续语音信号处理模块不工作，外界噪声不会被发射出去，达到数字软静音的目的，同时当判断为噪声信号后，噪声信号没有被送到语音信号处理模块，降低了系统的功耗；

2、语音信号的门限值与能量判断窗口参数可以通过寄存器模块进行配置，能够调节数字软静音模块的灵敏度；

3、噪声能量判断精确，能够避免干扰信号。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是无线对讲机系统框图；

图2是语音信号判断流程图；

图3是语音信号判断框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明一种无线对讲机数字软静音方法，主要用于无线对讲机系统，采用能量计算的方法来实现，该功能在系统上电后被开启，通过麦克风采集到的能量来进行相应的计算。首先计算系统的外界环境噪声，计算出环境噪声后叠加一定的余量值作为判定语音信号的门限值；然后通过该门限值进行语音信号的判定，通过判定一定数据块内信号能量大于门限值的次数决定该数据块是否为语音信号块，再通过16个数据块内判断是否为语音信号块的个数是否大于预定的值来决定当前数据是否为语音数据，如果为语音数据则打开后续的语音信号处理模块，否则关闭后续语音信号处理模块，如图1所示，以降低系统的功耗。具体的，一种无线对讲机数字软静音方法包括以下步骤：

(1)无线对讲机系统开机后，数字软静音功能开始工作，采集麦克风输入的噪声信号能量，并在计算出的噪声能量基础上叠加一定的余量值作为判断语音信号的门限值；

(2)语音信号的门限值计算结束以后，进行语音信号的判断，将麦克风采集到的输入信号能量与门限值进行比较，判断麦克风当前采集的信号是否为语音信号，通过一定的窗口参数判断采集到的信号超过门限值的次数决定当前信号是否为语音信号，若为语音信号则将信号传递到后续语音信号处理模块，若不是语音信号则关闭后续语音信号处理模块；

(3)语音信号的门限值及能量判断窗口参数均通过寄存器模块进行配置，通过调节门限值及窗口参数就可以调节数字软静音模块的灵敏度。

其中，语音信号的门限值计算，首先是采集64个麦克风输入的数据，计算这64个数据的平均能量；然后将多个平均能量的平均值作为噪声的一组能量值。为防止干扰信号被采集到，噪声的能量值是将多个64个数据的平均能量每间隔一段时间计算得到的，即采集一组64个数据并计算完该组数据平均能量后，间隔一定的时间，该间隔时间可以进行灵活配置，然后继续采集64个数据并计算该64个数据能量的平均值；进行多次重复采集计算平均能量值以后，将所有的平均能量值再进行第二次平均作为噪声能量值，在该噪声能量值基础上叠加一定的余量值作为语音能量的门限值，计算流程图如图2所示。叠加的余量值大小可以通过寄存器进行配置，调节该值的大小可以调节软静音功能的灵敏度。

得到语音信号的门限值以后就进行语音信号的判断，将采集到的数据能量和门限值进行比较，如果大于门限值则标记1否则标记0，对连续64个采集数据的标记值进行求和，如果和大于预设的值，则认为当前采集到的数据块为语音数据块，否则为噪声数据块。对连续16个数据块进行判断，如果被判定为语音数据块的个数超过了预定的值，则认为当前采集到的数据为语音数据，开启后续语音信号处理模块，否则继续进行判断。如果当前采集到的数据被判定为语音数据，开启后续语音处理模块后，一直对采集到的数据进行判断，判断语音数据是否结束，其方式为判断连续64个数据块内被判断为非语音的数据个数达到某个预定的值，则当前数据为噪声数据，关闭后续语音信号处理模块。语音信号采集计算过程框图如图3所示。

语音信号门限值的具体计算方法如下：

首先计算采集到的麦克风数据块噪声平均能量，mic_data为采集到的麦克风输入信号值，noise为计算出的块噪声平均能量。

$noise\left(k\right)=\frac{1}{64}\underset{i=1}{\overset{64}{\Σ}}|mic\_data\left(i\right)|$

然后计算多块噪声平均能量的平均值作为噪声的能量值

${\mathrm{POWER}}_{noise}=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N}{\Σ}}noise\left(k\right)$

计算出噪声的平均能量值后(POWER_noise)叠加一定的余量值(margin)作为语音信号的门限值(TH_DATA)

TH_DATA＝POWER_noise+margin

计算出语音信号的门限值后就开始对采集到的麦克风输入数据进行判断，判断是否为语音数据，其判断方法为将采集到的数据能量和门限值(TH_DATA)进行比较，如果大于门限值则标记1否则标记0，并将0或者1存储到64个1bit寄存器。

$vox\_reg\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& mic\_data\left(i\right)>TH\_DATA\\ 0& mic\_data\left(i\right)\≤TH\_DATA\end{array}\right.$

对连续64个采样数据的标记值(vox_reg)进行求和，如果和值(vox_sum)大于预设的值(TH_VOX)，则认为当前采样到的数据块为语音数据块，并输出标记数值1，否则为噪声数据块，并输出标记数值0。

$vox\_sum\left(i\right)=\underset{k=0}{\overset{63}{\Σ}}vox\_reg\left(64\×i+k\right)$

$sum\_reg\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& vox\_sum\left(i\right)>TH\_VOX\\ 0& vox\_sum\left(i\right)\≤TH\_VOX\end{array}\right.$

将语音数据块的判断值(sum_reg)1或0输入到一个65bit寄存器，并对连续16个数据块进行判断，如果数据块被判定为语音数据块的个数超过预定的门限值(TH_OPEN)，则认为当前采样到的数据为语音数据，开启后续语音信号处理模块，否则继续进行判断。

$sum\_open=\underset{i=0}{\overset{15}{\Σ}}sum\_reg\left(i\right)$

$vox\_open=\left\{\begin{array}{cc}1& sum\_open>TH\_OPEN\\ 0& sum\_open\≤TH\_OPEN\end{array}\right.$

如果当前采集到的数据为语音数据，开启后续语音处理模块后，一直对采集到的数据进行判断，判断语音数据是否结束，其方式为统计连续64个数据块内被判断为语音的数据个数(sum_close)，如果该值小于或者等于某个值(TH_CLOSE)，则当前数据为噪声数据，关闭后续语音处理模块，否则为语音数据。

$sum\_close=\underset{i=0}{\overset{63}{\Σ}}sum\_reg\left(i\right)$

$vox\_close=\left\{\begin{array}{cc}0& sum\_close>TH\_CLOSE\\ 1& sum\_close\≤TH\_CLOSE\end{array}\right.$

为了调节软静音功能的灵敏度，设计了以下几个参数供实际系统进行现场调节。

margin：噪声能量叠加的余量值；

TH_DATA:单个采集点为语音信号判断的门限值；

TH_VOX：连续64个采集信号为语音信号判断的值；

TH_OPEN：多个数据块为语音信号判断的值；

TH_CLOSE：多个数据块为噪声信号判断的值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线对讲机数字软静音方法，其特征在于包括步骤：

(1)、外界环境噪声计算：采集麦克风输入的噪声信号能量，计算所述噪声信号的噪声能量，在所述噪声能量上叠加一定的余量值作为判断语音信号的门限值；

(2)语音信号判断：比较所述麦克风输入的信号能量与所述门限值，判断所述麦克风当前采集的信号是否为语音信号，通过窗口参数判断采集到的信号超过所述门限值的次数决定当前信号是否为语音信号，若为语音信号则将信号传递到后续语音信号处理模块，若不是语音信号则关闭后续所述语音信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：还可以通过寄存器模块调节所述门限值及所述窗口参数调节软静音功能灵敏度。

3.根据权利要求1所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：所述无线对讲机通过所述麦克风采集信号并计算64个数据的平均能量。

4.根据权利要求3所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：所述噪声能量为多个所述平均能量的平均值。

5.根据权利要求4所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：所述无线对讲机计算完前一组所述平均能量后，间隔一定的时间再进行后一组所述平均能量的计算。

6.根据权利要求5所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：所述余量值通过所述寄存器模块进行配置。

7.根据权利要求1所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：若所述麦克风输入的信号能量大于所述门限值，则给出标记值为1，反之为0。

8.根据权利要求7所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：以连续64个所述标记值作为一个块，对于一个所述块内的64个所述标记值进行求和计算，如果和值大于某个限定值，则所述块为语音信号块。

9.根据权利要求8所述的无线对讲机数字软静音方法，其特征在于：对连续16个所述块进行判断，若16个所述块内判断出有所述语音信号块的个数超过某个预定的值，表示当前采集到的信号是语音信号，打开后续的所述语音信号处理模块；当连续64个所述块内判断出不为语音信号块的个数达到某个预定的值，表示语音信号已经结束，关闭后续的所述语音信号处理模块。