CN1867011A - 前置回波抵消器情况下透传双音多频信号的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前置回波抵消器情况下透传双音多频信号的方法及装置，该方法对EC算法模块进行改进，使其输出两组数据，一组是未经过NLP处理的数据，一组是经过NLP处理的数据；未经过NLP处理的数据用于信号音的DTMF检测，如果没有检测到DTMF号码，则当成一般的语音信号处理，取经过NLP处理后的数据输出到编解码模块进行编码；如果检测到DTMF号码，则取未经过NLP处理的数据输出到编解码模块；本发明还采用了数据缓冲机制。采用上述方法及装置，针对语音信号，可以进行正常的回波抵消，达到理想的话音质量；针对DTMF带内信号，既可以消除回波，同时又不对信号带来损伤，使得完整的DTMF信号可以通过带内透传到对方，达到对方设备可靠收号的目的。

Description

前置回波抵消器情况下透传双音多频信号的方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种前置回波抵消器情况下透传双音多频信号的方法及装置。

背景技术

在网络通信系统中，通话质量常常受到回波的影响。近些年来发展起来的EC(回波抵消器)，较好地解决了这个问题。如图1所示，EC算法模块往往包含一个NLP(非线性处理)模块和一个AF(自适应滤波器)模块。输入到EC算法模块的信号经过AF处理能够有效抵消回波，语音信号经过NLP处理后能够改善语音质量。

EC算法要求满足ITU-TG.168(2002)的标准要求。EC的设计主要是针对语音信号的回波问题，只有在确保语音质量的前提下，才能够有效抵消回波信号。但是，在实际应用环境上，经过EC的信号并不是纯粹的语音信号，还包括有大量的用以呼叫控制的用户线信令信号，如DTMF(双音多频)信号等。由于EC算法没有针对DTMF信号做出严格规定，当有DTMF信号在带内传输时，启动NLP会损伤DTMF信号，不能有效实现DTMF信号的可靠透传。

针对上述存在的技术问题，现有两个技术方案。

第一种方案为：完全将EC算法模块以及DTMF模块独立设计，既可以是基于算法模块软件的独立，也可以是基于硬件实体的独立。该方案能够消除回波的影响，部分地增加DTMF检测的可靠性。

但是，该方案存在如下问题：其一、由于将DTMF信号当作一般的语音信号处理，为了强调语音质量，EC一般都会启动NLP功能，对信号必然产生损伤，特别是EC收敛特性会严重影响DTMF的时长指标；其二、在双讲的情况下，可能会导致部分的DTMF信号被截断，会严重影响到DTMF的检测可靠性以及相关指标。

第二种方案为：由外部控制，当业务知道处于收号的流程阶段，此时下发命令给EC算法模块，关闭掉对应的EC功能。这样就可以消除掉EC对DTMF信号的损伤，满足多数场合下的应用。

但是，该方案存在如下问题：其一、关闭掉EC，必然会产生回波(包括DTMF信号本身的回波)，回波必然会影响到DTMF收号的可靠性；其二、对于一般的呼叫建立过程，外部业务可以预先关闭掉EC，但是对于某些业务，如基于FXO(外部交换局)的PSTN(公共电话交换网)业务，VoIP(承载于IP上的语音技术)设备并不知道对方的状态，还有些情况，如二次收号业务，主机也不知道对方的状态，也就没办法指示关闭掉EC功能。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种前置EC情况下透传DTMF信号的方法及装置，针对语音信号，可以进行正常的回波抵消，达到理想的话音质量；如果有带内DTMF信号，既可以消除回波，同时又可以在不损伤信号的情况下可靠透传到对方。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种前置EC情况下透传DTMF信号的方法，该EC算法模块包括自适应滤波器AF和非线性处理模块NLP，该方法包括下列步骤：

A、EC算法模块输出两组数据，一组是未经过NLP处理的数据，一组是经过NLP处理的数据；

B、DTMF算法模块获取EC算法模块输出的未经过NLP处理的数据；

C、DTMF算法模块根据接收的数据中承载的信息通知编解码模块对其中一组数据进行编码处理。

所述的步骤C具体包括：

C1、将所述未经过NLP处理的数据送给DTMF算法模块进行信号检测；

C2、所述DTMF算法模块将检测的结果传递给编解码模块；

C3、编解码模块根据所述检测结果对其中一组数据进行编码处理。

所述的步骤C3具体包括：

若所述DTMF算法模块没有检测到有效号码，则所述编解码模块取所述经过NLP处理的数据进行数据编码；

若所述DTMF算法模块检测到有效号码，则所述编解码模块取所述未经过NLP处理的数据进行数据编码。

所述方法采取数据缓冲机制，使所述两组数据分别存放在缓冲区内缓存，并输出给所述编解码模块。

所述缓冲区的时长不小于DTMF算法模块完成有效检测所需时长与所述所有模块处理一帧数据所需时长之差。

所述编解码模块根据数据存入缓冲区中的时间先后依次从所述缓冲区中读出数据并进行编码处理。

在所述编解码模块每次编码完成后，需要对所述缓冲区进行数据更新处理。

本发明还提供了一种前置EC情况下透传DTMF信号的装置，该装置包括EC算法模块、DTMF算法模块和编解码模块，该EC算法模块包括AF模块和NLP模块，所述EC算法模块有两个输出端，一个是未经过NLP处理的数据输出端，一个是经过NLP处理的数据输出端；所述两个输出端分别与所述编解码模块连接；所述DTMF算法模块的输入端与该EC算法模块的未经过NLP处理的数据输出端连接，该DTMF算法模块的输出端与所述编解码模块连接。

该装置还包括缓冲区，且所述EC算法模块输出的两组数据分别存放在该缓冲区内缓存，并输出给所述编解码模块。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明对EC算法进行了改进，使得EC算法模块同时输出两组数据，分别对应未经过NLP处理以及经过NLP处理的数据；未经过NLP处理的数据用于信号音的DTMF检测，经过NLP处理的数据用于编解码；本发明还采用了数据缓冲机制。采用这种方法及装置使得在语音情况下，可以进行正常的回波抵消，达到理想的话音质量，满足ITU-TG168(2002)的标准要求；针对DTMF带内信号，既可以消除回波，同时又不对信号带来损伤，使得完整的DTMF信号可以通过带内透传到对方，达到对方设备可靠收号的目的。

附图说明

图1为EC算法模块框图；

图2为本发明所述方法的主流程框图；

图3为本发明所述装置的结构示意图。

具体实施方式

从上述背景技术我们知道，EC对信号的损伤，主要在其NLP的处理上；如果关闭掉NLP功能，通过对自适应滤波器的完善，完全可以达到基本不损伤信号的目的。因此，本发明的技术方案基于两个前提：

1、不考虑NLP的影响，自适应滤波器完全可以消除掉远端输入信号的回波，同时又不至于对近端输入的DTMF信号产生太大损伤；

2、EC、DTMF以及编解码模块有相应的接口，使得DTMF信号在本端可以可靠检测、并且检测结果可以实时通知编解码模块。该接口既可以是基于同一个处理器的EC、DTMF、CODEC算法模块，也可以是基于不同的硬件实体。

在上面的前提下，为了实现本发明的目的，我们将EC算法模块进行改造，使其在同一时刻能够输出两个结果：一个对应经过自适应滤波器处理、未经过NLP处理的数据；另一个对应经过自适应滤波器处理并经过NLP处理的数据。其中未经过NLP处理的数据主要用于DTMF信号音的检测，经过NLP处理的数据用于语音编解码。那么，如果DTMF算法模块没有检测到有效号码，则当成一般的语音信号处理，取经过NLP处理的数据输出，送到编解码模块进行编码；如果DTMF算法模块检测到有效号码，则此时只能取未经过NLP处理的数据输出到编解码模块。

通常情况下，由于DTMF算法模块检测到有效号码本身需要一定时间，按照国标要求，最恶劣情况可能需要40ms，如果不采取其他措施直接将当前的未经过NLP处理的数据输出，假设所有模块处理一帧数据所需时长为10ms，那么其之前的30ms数据编码输出的是经过NLP处理的数据，可能存在畸变，而且数据之间不连贯。我们如果采取30ms的数据缓冲机制，则可以避免这种情况，就可以保证在有DTMF信号时，始终能够保证编码输出的数据是未经过NLP处理的理想信号，同时也可以保证数据之间的连续性。这样就可以将带内DTMF信号可靠透传到对方，达到了我们的设计要求。

为对本发明有进一步的了解，下面将结合附图对本发明所述的方法进行详细的说明。

本发明所述的方法的具体实现方式如图2所示，包括以下步骤：

步骤21：信号经过EC算法模块处理；

如图3所示，远端Rin及近端Sin信号输入到EC算法模块进行处理后，同时输出两组数据，一组是经过AF模块进行回波抵消处理并经过NLP模块进行非线性处理的数据，一组是只通过AF模块进行回波抵消处理而未经过NLP模块处理的数据；不论是语音信号还是DTMF信号，经过该步骤处理后，都可以实现有效消除回波的目的；

步骤22：进行DTMF信号检测；

如图3所示，将所述未经过NLP处理的数据送给DTMF算法模块进行信号检测并将检测的结果传递给编解码算法模块；

步骤23：判断是否检测到有效号码，如果检测到，则执行步骤25，否则，执行步骤24；

步骤24：若DTMF算法模块没有检测到有效号码，则编解码模块取缓冲区中经过NLP处理的数据进行数据编码；

步骤25：若DTMF算法模块检测到有效号码，则编解码模块取缓冲区中未经过NLP处理的数据进行编码；

如前所述，由于DTMF算法模块检测到有效号码本身需要一定时间，为了保证在有DTMF信号时，编解码模块输出的数据是未经过NLP处理的理想信号以及数据之间的连续性，在本发明中采取了数据缓冲机制，使经过和未经过NLP模块处理的数据分别存放在缓冲区内缓存，并输出给编解码模块，如图3所示。

假设所有模块处理一帧数据需要10ms，DTMF信号检测的时长为40ms，我们设定所述缓冲区的时长应大于或等于30ms，本实施例中以30ms为例；

此外，在步骤24和步骤25中，所述编解码模块根据数据存入缓冲区中的时间先后依次从所述缓冲区中读出数据并进行编码处理，以保证编解码输出的数据之间的连续性；

步骤26：缓冲区进行数据更新处理。

即所述编解码模块每次编码完成后，需要对所述缓冲区进行数据更新处理，这样可以节省10ms的数据缓冲内存。

根据国标要求，DTMF算法模块在40ms的时长内一定要完成可靠检测，本发明设置30ms的数据缓冲区，加上当前处理的10ms数据，只要在编解码模块每次编码完成后进行缓冲区队列数据更新，就可以保证在语音情况下，取经过NLP处理的数据编码，满足理想话音质量；同时在有DTMF信号时，取未经过NLP处理的数据编码，不对信号带来损伤，使得DTMF信号可以可靠透传。

本发明所述的前置EC情况下透传DTMF信号的装置如图3所示：

该装置包括一个EC算法模块、一个DTMF算法模块和一个编解码模块。该EC算法模块包括AF模块和NLP模块，并且有两个输出端，一个是经过AF模块处理而未经过NLP模块处理的数据输出端，一个是经过AF模块处理并且经过NLP模块处理的数据输出端，并且这两个输出端分别与编解码模块连接。DTMF算法模块的输入端与该EC算法模块的未经过NLP处理的数据输出端连接，其输出端与编解码模块连接。

此外，在该装置中还设置了缓冲区，使所述EC算法模块输出的两组数据分别存放在该缓冲区内缓存，并输出给编解码模块。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种在有前置回波抵消器EC情况下透传双音多频DTMF信号的方法，该EC算法模块包括自适应滤波器AF和非线性处理模块NLP，其特征在于，该方法包括下列步骤：

A、EC算法模块输出两组数据，一组是未经过NLP处理的数据，一组是经过NLP处理的数据；

B、DTMF算法模块获取EC算法模块输出的未经过NLP处理的数据；

C、DTMF算法模块根据接收的数据中承载的信息通知编解码模块对其中一组数据进行编码处理。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤C具体包括：

C1、将所述未经过NLP处理的数据送给DTMF算法模块进行信号检测；

C2、所述DTMF算法模块将检测的结果传递给编解码模块；

C3、编解码模块根据所述检测结果对其中一组数据进行编码处理。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤C3具体包括：

若所述DTMF算法模块没有检测到有效号码，则所述编解码模块取所述经过NLP处理的数据进行数据编码；

若所述DTMF算法模块检测到有效号码，则所述编解码模块取所述未经过NLP处理的数据进行数据编码。

4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该方法采取数据缓冲机制，所述两组数据分别存放在缓冲区内缓存，并输出给所述编解码模块。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缓冲区的时长不小于DTMF算法模块完成有效检测所需时长与所述所有模块处理一帧数据所需时长之差。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述编解码模块根据数据存入缓冲区中的时间先后依次从所述缓冲区中读出数据并进行编码处理。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述编解码模块每次编码完成后，对所述缓冲区进行数据更新处理。

8、一种前置EC情况下透传DTMF信号的装置，该装置包括EC算法模块、DTMF算法模块和编解码模块，该EC算法模块包括AF模块和NLP模块，其特征在于，所述EC算法模块有两个输出端，一个是未经过NLP处理的数据输出端，一个是经过NLP处理的数据输出端；所述两个输出端分别与所述编解码模块连接；所述DTMF算法模块的输入端与该EC算法模块的未经过NLP处理的数据输出端连接，该DTMF算法模块的输出端与所述编解码模块连接。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括缓冲区，且所述EC算法模块输出的两组数据分别存放在该缓冲区内缓存，并输出给所述编解码模块。

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