CN1348261A - 回波消除器的噪声电平计算器 - Google Patents

回波消除器的噪声电平计算器 Download PDF

Info

Publication number
CN1348261A
CN1348261A CN01141523.1A CN01141523A CN1348261A CN 1348261 A CN1348261 A CN 1348261A CN 01141523 A CN01141523 A CN 01141523A CN 1348261 A CN1348261 A CN 1348261A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
energy
noise level
sampling window
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN01141523.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1227830C (zh
Inventor
迪特尔·舒尔茨
雷内·约翰斯顿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microsemi Semiconductor ULC
Mitel Networks Corp
Original Assignee
ZALICK SEMI-CONDUCTOR Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZALICK SEMI-CONDUCTOR Inc filed Critical ZALICK SEMI-CONDUCTOR Inc
Publication of CN1348261A publication Critical patent/CN1348261A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1227830C publication Critical patent/CN1227830C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/78—Detection of presence or absence of voice signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

一种计算信号中噪声电平的方法,包括以下步骤:对信号的两个采样窗口进行累加,计算每个采样窗口内的信号能量,计算每个采样窗口内信号能量的差值,根据差值修正方差参数,在方差参数小于采样窗口中最近一个内的信号能量的一个预定倍数的情况下,则表明存在噪声,并将噪声电平参数设定为采样窗口中最近一个内的信号能量的函数,在方差参数大于或等于采样窗口中最近一个的信号能量的预定倍数的情况下,则表明在最近的采样窗口内不存在噪声,在噪声电平参数超出采样窗口中最近一个内信号能量的情况下,将噪声电平参数设定等于采样窗口中最近一个内信号的能量。

Description

回波消除器的噪声电平计算器
发明领域
一般地说，本发明涉及远程通信系统，具体的说，本发明涉及在电话线路回波消除器中检测噪声的噪声电平计算器。
背景技术
使用自适应滤波器配合非线性处理器(NLP)来消除残余回波信号(例如，因非线性、失真，或附加信号噪声所引起)的线路回波消除器的设计是公知的。为了避免远端听见噪声倒换，对加到NLP上的信号的噪声电平进行计算以区分噪声和残余回波是很重要的。
对于判断加到自适应滤波器上的参考信号是噪声还是非噪声部分，噪声电平计算也是很有用的。如果检测到噪声，则可以禁止对滤波系数进行更新。
优选实施例概述
根据本发明，提供了一种监测加到NLP上的误差信号的噪声电平以及加到自适应滤波器上的参考信号的噪声电平的噪声电平计算器，以实现前面所述的目的。对比现有技术的噪声检测器，其不仅跟踪噪声部分，也跟踪信号电平，并推断噪声电平是直接地等比于最低累积信号能量，本发明的噪声电平计算器使用信号能量的方差来确定背景噪声电平。因而，本发明的噪声电平计算器实际上取噪声周期，并适应这些周期中噪声能量方差的变化。
附图说明
以下结合附图详细地说明本发明的一个优选实施例，附图中：
图1是应用了本发明的噪声电平计算器的线路回波消除器的框图；以及
图2是显示根据该优选实施例进行噪声电平计算的步骤的流程图。
优选实施例详述
参照图1，显示的是从线路回波路径(在Sin-line和Rin-line之间)消除回波信号的线路回波消除器(LEC)。在控制逻辑单元9中运用了自适应滤波算法(典型地为众所周知的自适应LMS算法)，以实现回波消除的功能。在累加单元3中，从输入线路信号(Sin-line)中减去自适应滤波输出，以生成误差信号(ein)。如上所述，提供了NLP5以消除因非线性、失真、附加信号噪声等引起的残余回波信号。还有双向通话检测器11，用以在双向通话的情况下(例如，当近端开始说话时，这种情况下信号变为近端语音加远端回音)禁止NLP5。
根据本发明，提供了噪声电平计算器13以连续地为误差信号ein和参考信号Rin-line监测噪声电平。NLP单元5使用误差信号的噪声电平来判断采样是噪声还是残余回波。如果检测到噪声，则原样传送出去，但如果检测到残余回波，则NLP5生成噪声采样。在控制单元9中，自适应滤波算法使用参考信号的噪声电平来判断信号是语音还是噪声。如果是噪声，则不更新回波消除系数。
参照图2，显示的是实现本发明的噪声电平计算器的优选算法。图2中的方程能在C编译器中具有最佳的性能。运行中需要两个输入，即输入信号xin和声音判断参数tone-decision。噪声电平计算器的内部状态和它的局部变量保存在局部工作区中(即以下说明的NoiseLevel结构)。
使用相同的函数计算图1中LEC的参考信号Rin_line和误差信号ein的噪声电平。在每次噪声计算器的运行中，输入采样xin被选择作为ein或Rin-line。
参照图2，以下是NoiseLevel结构和每次这样的运行所需的局部变量：
Structure(*NoiseLevel)：
(*NoiseLevel).count：采样窗口计数器
(*NoiseLevel).level：这代表NoiseLevel
(*NoiseLevel).accum[0]：当前输入信号累加值
(*NoiseLevel).accum[1]：先前输入信号累加值
(*NoiseLevel).variance：累加值方差
(*NoiseLeve.flag_no_update：无效窗口标志，不更新NoiseLevel
xin：输入采样
diff：先前累加值与当前累加值的差异
tone_decision：如果信号是语音，标志为1
nlevel_count：NoiseLevel更新之前的累加次数
本发明的算法是基于噪声部分的能量方差远比语音部分的能量方差小的假设基础之上。断定没有语音后(步骤A)，将包含256个采样(32msec)的窗口内的采样进行累加(即将窗口内的信号能量进行计算)。(步骤B中，(*NoiseLevel).accum[0]＝(*NoiseLevel).accum[0]+abs(xin))。当窗口完成后(步骤D中，(*NoiseLevel).coun＞Window_size？)，更新噪声电平，将结果保存在内存中。为了保证方差和噪声电平计算不出错，采样累加值不超出一个最大电平是重要的(步骤C中，将(*NoiseLevel).accum[0]限定在Max_limit)。在累加值无效的情况下(步骤D中，Yes(accum无效))，对接下来的两个窗口不计算Noise Level(这作为步骤C中标志被设为(*NoiseLevel).flag_no_update＝2的结果，然后在步骤D中减两次(*NoiseLevel).flag_no_update-＝1)。在启动时，以及达到Max_limit时，也将两个窗口认作为无效。它们不被使用，分别填充或清除累加记录。
当有两个有效的采样累加值时，计算它们的差值，差值用来将这些累加值的方差更新为差值和方差参数先前值的加权平均值，(即(*NoiseLevel).variance+＝(diff-(*NoiseLevel).variance)＞＞3将方差参数调整为现有的(即先前的)方差参数加上差值(diff)减先前方差参数所得值的一个倍数(÷8)，(*NoiseLevel).variance＝diff将方差参数调整为先前方差参数)。因而，在图2的实施例中，以增高比例1和衰减比例8(即步骤E中，＞＞3)对方差进行计算/更新。这些增高和衰减比例根据经验选择以在低能量(例如语音部分中的摩擦音引起的)的短时期内不对噪声电平进行更新。也可以选用其它的增高和衰减比例以适应不同的应用场合。因而，增高比例强劲，而衰减比例比增高比例慢。
当方差减小至累加值电平除以预定的比例系数时(步骤E中，(*NoiseLevel).variance＜(*NoiseLevel).accum[0]＞＞3？)，当前累加值就被当作噪声部分。这个系数(步骤E中，＞＞3＝8)是比较不同的噪声电平和相应的累加值方差之间的比率后选择的。当判定累加值是噪声时(步骤F)，用衰减比例8(即步骤F中的＞＞3)计算/更新噪声电平。在不同的应用中可以选用不等于8的衰减比例。
在噪声电平大于累加值的情况下，噪声电平被重置为当前累加值(步骤G)。这是保证噪声电平计算器偏向尽可能低的噪声电平。
最后，对于下一个累加窗口，重新初始化某些变量(步骤H)。
应当注意，对于ein信号，在与实际采样比较之前，将噪声电平乘以系数0.013(即3.3/256，256是窗口尺寸)。对于Rin_line信号，将噪声电平乘以系数0.2(50/256)，这是位于噪声阈的高端。
本发明的替换和改变是可能的。例如，在步骤B中可以不用采样绝对值，而使用能量实值计算，可以使用不同的窗口尺寸，可以指定不同的增高和衰减比例来修正方差(步骤E)。另外，本发明的算法也可以用于检测语音(即不存在噪声)，也可以适用于抑制静音的舒适噪声产生器的运行中。相信所有这些替换实施例和应用都处于所附的权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种计算信号中的噪声电平的方法，包括以下步骤：
对所述信号的两个采样窗口进行累加；
计算每个所述的采样窗口内所述信号的能量；
计算每个所述的采样窗口内所述信号的所述能量的差值；
根据所述的差值更新一个方差参数；
在所述方差参数小于所述采样窗口中最近的一个内所述信号能量的一个预定的倍数的情况下，则表明存在噪声，将一个噪声电平参数设定为所述采样窗口中所述最近的一个内所述信号能量的函数，以及，在所述方差参数大于或等于所述采样窗口中所述的最近一个内所述信号能量的所述的预定倍数的情况下，则表明在所述最近的采样窗口内不存在噪声；以及
在所述的噪声电平参数超出所述采样窗口中所述的最近一个内所述信号能量的情况下，将所述噪声电平参数设定等于所述采样窗口中所述的最近一个内所述信号的能量。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
在初始处，以及在随后的所述的两个连续采样窗口中的第一个采样窗口超出预定最大能量时，丢弃两个连续的所述采样窗口。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述的更新所述方差参数的步骤还包括以下步骤：
将所述方差参数与每个所述采样窗口内所述信号的所述能量的所述差值进行比较，将所述方差参数设定为差值和方差参数先前值的加权平均值；以及
在所述方差参数大于所述差值的情况下，将所述方差参数以预定的衰减比例进行修正，在所述方差参数小于或等于所述差值的情况下，将所述方差参数以预定的增高比例进行修正。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述的将噪声电平参数设定为所述采样窗口中所述的最近一个内所述信号能量的函数的步骤还包括：
将所述噪声电平参数设定为所述采样窗口中所述的最近一个内所述信号能量与所述噪声电平参数的先前值的加权平均值。
CN01141523.1A 2000-09-30 2001-09-30 计算信号中的噪声电平的方法 Expired - Fee Related CN1227830C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0023975.6 2000-09-30
GB0023975A GB2367467B (en) 2000-09-30 2000-09-30 Noise level calculator for echo canceller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1348261A true CN1348261A (zh) 2002-05-08
CN1227830C CN1227830C (zh) 2005-11-16

Family

ID=9900432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN01141523.1A Expired - Fee Related CN1227830C (zh) 2000-09-30 2001-09-30 计算信号中的噪声电平的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7146003B2 (zh)
CN (1) CN1227830C (zh)
CA (1) CA2357959C (zh)
DE (1) DE10148906A1 (zh)
FR (1) FR2814875B1 (zh)
GB (1) GB2367467B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100477638B1 (ko) * 2001-09-11 2005-03-23 삼성전자주식회사 ２ｄ／３ｄ 겸용 디스플레이
US6961423B2 (en) 2002-06-24 2005-11-01 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for performing adaptive filtering
US7215765B2 (en) * 2002-06-24 2007-05-08 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for pure delay estimation in a communication system
US7388954B2 (en) * 2002-06-24 2008-06-17 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for tone indication
US7242762B2 (en) * 2002-06-24 2007-07-10 Freescale Semiconductor, Inc. Monitoring and control of an adaptive filter in a communication system
DE10251113A1 (de) * 2002-11-02 2004-05-19 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Spracherkennungssystems
GB2397990A (en) 2003-01-31 2004-08-04 Mitel Networks Corp Echo cancellation/suppression and double-talk detection in communication paths
AU2003274656A1 (en) * 2003-10-23 2005-06-08 Cellvine Ltd. System and method for the reduction of interference in an indoor communications wireless distribution system
JP4318119B2 (ja) * 2004-06-18 2009-08-19 国立大学法人京都大学 音響信号処理方法、音響信号処理装置、音響信号処理システム及びコンピュータプログラム
US20080181392A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Mohammad Reza Zad-Issa Echo cancellation and noise suppression calibration in telephony devices
US20080274705A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 Mohammad Reza Zad-Issa Automatic tuning of telephony devices
US8577677B2 (en) * 2008-07-21 2013-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound source separation method and system using beamforming technique

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0140249B1 (en) * 1983-10-13 1988-08-10 Texas Instruments Incorporated Speech analysis/synthesis with energy normalization
US5579431A (en) * 1992-10-05 1996-11-26 Panasonic Technologies, Inc. Speech detection in presence of noise by determining variance over time of frequency band limited energy
JP3484757B2 (ja) * 1994-05-13 2004-01-06 ソニー株式会社 音声信号の雑音低減方法及び雑音区間検出方法
US6175634B1 (en) * 1995-08-28 2001-01-16 Intel Corporation Adaptive noise reduction technique for multi-point communication system
US5764753A (en) 1995-09-29 1998-06-09 Crystal Semiconductor Corp. Half-duplex controller
FR2768544B1 (fr) 1997-09-18 1999-11-19 Matra Communication Procede de detection d'activite vocale
GB2330745B (en) 1997-10-24 2002-08-21 Mitel Corp Nonlinear processor for acoustic echo canceller

Also Published As

Publication number Publication date
DE10148906A1 (de) 2003-02-20
FR2814875B1 (fr) 2005-04-15
CN1227830C (zh) 2005-11-16
CA2357959A1 (en) 2002-03-30
US20020039415A1 (en) 2002-04-04
GB2367467A (en) 2002-04-03
GB2367467B (en) 2004-12-15
US7146003B2 (en) 2006-12-05
GB0023975D0 (en) 2000-11-15
CA2357959C (en) 2006-02-28
FR2814875A1 (fr) 2002-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1227830C (zh) 计算信号中的噪声电平的方法
US8280037B2 (en) Echo canceller having its effective filter taps adaptively controlled with echo cancellation amount monitored
KR100335162B1 (ko) 음성신호의잡음저감방법및잡음구간검출방법
US6181753B1 (en) Echo/noise canceler with delay compensation
EP1714398B1 (en) Echo canceller with interference-level controlled step size
EP2355548B1 (en) A method for the detection of whistling in an audio system
KR100363309B1 (ko) 음성액티비티검출기
CN1223108C (zh) 回声消除方法和回声消除器
FI104524B (fi) Kaiunpoistojärjestelmä ja -menetelmä sekä matkaviestin
KR100595799B1 (ko) 스펙트럼 종속 지수 이득 함수 평균화를 이용한 스펙트럼공제에 의한 신호 잡음 저감
WO2000062280A1 (en) Signal noise reduction by time-domain spectral subtraction using fixed filters
EP1300963A1 (en) Echo processing apparatus
US7535859B2 (en) Voice activity detection with adaptive noise floor tracking
US7564964B2 (en) Echo canceller
EP0730262A2 (en) Noise cancelling device capable of achieving a reduced convergence time and a reduced residual error after convergence
EP0789476B1 (en) Noise reduction arrangement
US8611572B2 (en) Device and method for controlling the step size of an adaptive filter
JP4410819B2 (ja) エコーキャンセラ
EP1946454A1 (en) Echo path change detection in a network echo canceller
WO2000062281A1 (en) Signal noise reduction by time-domain spectral subtraction
JPH09148965A (ja) 音響用エコーキャンセラ
CN1322427A (zh) 在回波消除系统中减轻麦克风过载效应的方法和装置
JPH07288493A (ja) ダブルトーク検出装置
JPH09171397A (ja) 背景雑音消去装置
JP2000252885A (ja) エコーキャンセラ及びこのエコーキャンセラを備えた音声通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MITEL NETWORKS CORP.

Free format text: FORMER OWNER: MICROSEMI SEMICONDUCTOR CO., LTD.

Effective date: 20121016

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: MICROSEMI SEMICONDUCTOR CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: ZALICK SEMI-CONDUCTOR INC.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Ontario, Canada

Patentee after: Microsemi Semiconductor ULC

Address before: Ontario, Canada

Patentee before: Zarlink Semiconductor Inc.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20121016

Address after: Ontario, Canada

Patentee after: Mitel Networks Corp.

Address before: Ontario, Canada

Patentee before: Microsemi Semiconductor ULC

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20051116

Termination date: 20130930