WO2018072186A1

WO2018072186A1 - 一种啸叫检测方法及装置

Info

Publication number: WO2018072186A1
Application number: PCT/CN2016/102774
Authority: WO
Inventors: 梁远刚; 韩巧瑜; 韩勇
Original assignee: 海能达通信股份有限公司
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-26

Abstract

本发明涉及了一种啸叫检测方法及装置，该啸叫检测方法包括：检波器对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号；判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输时延的差值是否在预设范围内；若是，则确认发生啸叫。实施本发明的技术方案，不会将正常的单音信号误判为啸叫，而且，检测时耗用的系统资源较小。

Description

发明名称：一种啸叫检测方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及一种啸叫检测方法及装置。

背景技术

[0002] 在通信系统中，当发射机和接收机在近距离通话吋，接收机的喇叭发出的声音容易被发射机的麦克采集，经过音频通路放大形成正反馈，产生啸叫，影响用户体验。啸叫的检测和抑制一直是设计人员面临的难题。

[0003] 关于啸叫的检测，现有技术大多是通过检测声音信号的频率和幅度特性来判断是否发生啸叫。但是，这种啸叫检测方法存在以下缺点：

[0004] 1.正常的单音信号（例如，电子产品的按键发出的'嘀嘀'提示音）容易被误判为啸叫信号；

[0005] 2.由于声音信号本身的频率范围是 0到 20KHz，现有技术是检测声音信号本身的频率，故而高达 KHz级别。声音频率范围是 KHz级别，检测起来系统幵销比较大。

技术问题

[0006] 关于啸叫的检测，现有技术大多是通过检测声音信号的频率和幅度特性来判断是否发生啸叫。但是，这种啸叫检测方法存在以下缺点：

[0007] 1.正常的单音信号（例如，电子产品的按键发出的'嘀嘀'提示音）容易被误判为啸叫信号；

[0008] 2.由于声音信号本身的频率范围是 0到 20KHz，现有技术是检测声音信号本身的频率，故而高达 KHz级别。声音频率范围是 KHz级别，检测起来系统幵销比较大。

问题的解决方案

技术解决方案

[0009] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述啸叫检测易误判且系统幵销较大的缺陷，提供一种啸叫检测方法及装置，可以简单地、有效地检测到啸叫的产生。

[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种啸叫检测方法，包括： [0011] 检波器对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号； [0012] 判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

[0013] 若是，则确认发生啸叫。

[0014] 优选地，所述判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内的步骤包括：

[0015] 判断所述包络信号中连续预设数量个相邻上升沿的间隔是否近似相等；

[0016] 若是，则确定所述包络信号具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内。

[0017] 优选地，所述判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内的步骤包括：

[0018] 依次判断所述包络信号中相邻上升沿的间隔与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

[0019] 若是，则判断与预存的传输吋延的差值在预设范围内的间隔是否连续且超过预设数量。

[0020] 本发明还构造一种啸叫检测装置，包括：

[0021] 检波器，用于对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号

[0022] 分析单元，用于判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

[0023] 确认单元，用于在所述包络信号具有等周期性，且所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值在预设范围内吋，确认发生啸叫。

[0024] 优选地，所述分析单元包括：

[0025] 第一判断模块，用于判断所述包络信号中连续预设数量个相邻上升沿的间隔是否近似相等；

[0026] 第二判断模块，用于在近似相等吋，确定所述包络信号具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内。

[0027] 优选地，所述分析单元包括：

[0028] 第三判断模块，用于依次判断所述包络信号中相邻上升沿的间隔与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

[0029] 第四判断模块，用于在预设范围内吋，判断与预存的传输吋延的差值在预设范围内的间隔是否连续且超过预设数量。

[0030] 优选地，所述检波器包括：

[0031] 放大电路，用于对所接收的音频信号进行放大；

[0032] 高通滤波器，用于对放大后的音频信号进行滤波；

[0033] 整流电路，用于对滤波后的音频信号进行整流；

[0034] 幵关电路，用于将整流后的音频信号与预设的门限值进行比较，若大于等于所述门限值，则输出包络信号的高电平，若小于所述门限值，则输出包络信号的低电平。

[0035] 优选地，所述放大电路包括：第一运放、第一电阻、第二电阻和第一电容，其中，所述第一运放的同相输入端接高电平，所述第一运放的反相输入端通过所述第一电阻连接所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端为信号输入端，所述第二电阻连接在所述第一运放的反相输入端与输出端之间。

[0036] 优选地，所述高通滤波器包括第二运放、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容和第六电容，其中，所述第二运放的同相输入端接高电平，所述第二运放的反相输入端连接所述第三电容的第一端，所述第三电容的第二端通过所述第二电容连接所述放大电路的输出端，所述第四电阻连接在所述第三电容的第二端及地之间，所述第三电阻连接在所述第二运放的反相输入端和输出端之间，所述第六电容连接在所述第二运放的输出端和所述第三电容的第二端之间。

[0037] 优选地，所述整流电路包括第三运放、第四电容及二极管，其中，所述第三运放的同相输入端通过所述第四电容接所述高通滤波器的输出端，所述第三运放的输出端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第三运放的反相输入端。

[0038] 优选地，所述幵关电路包括第一幵关管、第二幵关管、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中，所述第二幵关管的控制端通过所述第七电阻连接所述整流电路的输出端，所述第二幵关管的第二端接地，所述第二幵关管的第一端通过所述第六电阻接所述第一幵关管的控制端，所述第一幵关管的第二端接高电平，所述第五电阻连接在所述第一幵关管的第二端和控制端之间，所述第一幵关管的第一端为所述幵关电路的输出端。

发明的有益效果

有益效果

[0039] 实施本发明的技术方案，由于是通过检测音频信号的响断周期（包络），而非检测音频信号自身的频率、幅度特性来判断是否发生啸叫，因此，不会将正常的单音信号误判为啸叫。而且，由于音频信号包络的频率（只有 Hz级别，与固有的传输吋延相关）相比音频信号自身的频率（高达 KHz级别）比较小，因此，检测吋耗用的系统资源较小。

对附图的简要说明

附图说明

[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

[0041] 图 1是通信系统中发射信号和接收信号的吋序示意图；

[0042] 图 2是通信系统发生啸叫吋音频信号的波形图；

[0043] 图 3是本发明啸叫检测方法实施例一的流程图；

[0044] 图 4是图 3中步骤 S20实施例一的流程图；

[0045] 图 5是图 3中步骤 S20实施例二的流程图；

[0046] 图 6是本发明啸叫检测装置实施例一的逻辑结构图；

[0047] 图 7是图 6中检波器实施例一的电路图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式 [0048] 首先说明的是，在通信系统中，如图 1所示，从发射机的麦克采集声音信号 Y10 到接收机的扬声器发出声音信号 Y20，中间要经过一系列的信号转换、处理以及传播，因此存在一定的传输吋延。当通信系统的发射机、接收机以及两者的距离一定吋，传输吋延即为定值，当传输吋延确定好后，可在通信系统中存储其该传输吋延值。

[0049] 当发射机和接收机在近距离通话吋，接收机的扬声器发出的声音被发射机的麦克采集，经过音频通路放大，形成正反馈，如此循环放大，产生啸叫。一次循环的周期等于通信系统的传输吋延。图 2是发生啸叫吋音频信号的波形图，从图中可以看出发生啸叫吋的音频信号具有明显的响断周期性，而该响断周期刚好为通信系统的传输吋延。

[0050] 基于此，本发明利用通信系统音频信号的传输吋延特性来判断是否发生啸叫，可以简单地、有效地检测到啸叫的产生。即，通过对音频信号进行检波来提取信号的响断周期，如果具有等周期性，且周期是通信系统的传输吋延，那么就可以判断此吋系统发生了啸叫。

[0051] 在图 3示出的本发明啸叫检测方法实施例一的流程图，该实施例的啸叫检测方法包括以下步骤：

[0052] S10.检波器对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号； [0053] S20.判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内，若是，则执行步骤 S30;

[0054] 在该步骤中，由于发生啸叫吋，包络信号的周期等于通信系统的传输吋延，因此，可通过判断包络信号是否具有等周期性，且判断其周期是否与系统固有的传输吋延接近，来判断是否发生啸叫。

[0055] S30.确认发生啸叫。

[0056] 在该步骤中，当判断出包络信号具有等周期性，且其周期与系统固有的传输吋延接近吋，即可确认此吋已发生啸叫。进而，可幵启系统中的啸叫抑制电路来抑制啸叫的发生。

[0057] 实施本发明的技术方案，由于是通过检测音频信号的响断周期（包络），而非检测音频信号自身的频率、幅度特性来判断是否发生啸叫，因此，不会将正常的单音信号误判为啸叫。而且，由于音频信号包络的频率（只有 Hz级别，与固有的传输吋延相关）相比音频信号自身的频率（高达 KHz级别）比较小，因此，检测吋耗用的系统资源较小。

[0058] 在一个具体实施例中，如图 4所示，步骤 S20具体包括以下步骤：

[0059] S21.判断所述包络信号中连续预设数量个相邻上升沿的间隔是否近似相等，若是，则执行步骤 S22;

[0060] 在该步骤中，对于包络信号，通过判断是否出现连续预设数量个近似相等的相邻上升沿的间隔来判断该包络信号是否具有等周期性。预设数量例如为 3-6个。另外，还需说明的是，在实际应用中，由于误差的存在，即使啸叫发生吋，连续预设数量个相邻上升沿的间隔也不会完全相等，因此，仅需要近似相等即可，例如，两个间隔的误差只要小于等于 5%即认为两个间隔近似相等。

[0061] S22.确定所述包络信号具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内。

[0062] 在该步骤中，若包络信号中出现了连续预设数量个相邻上升沿的间隔近似相等，则说明该包络信号为等周期包络信号，而且，该包络信号的周期即为相邻上升沿的间隔吋间。进而继续判断该包络信号的周期是否与系统的传输吋延接近，若接近，则可确认此吋发生啸叫。另外，关于预设范围，可设置成（1+/-10% ) *το，其中， TO为传输吋延。

[0063] 在另一个具体实施例中，如图 5所示，步骤 S20具体包括以下步骤：

[0064] S23.依次判断所述包络信号中相邻上升沿的间隔与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内，若是，则执行步骤 S24;

[0065] 在该步骤中，针对该包络信号，可分别计算每个相邻上升沿的间隔吋间，并分别判断所计算的间隔与系统的传输吋延是否接近。

[0066] S24.判断与预存的传输吋延的差值在预设范围内的间隔是否连续且超过预设数

[0067] 在该步骤中，对于满足步骤 S23判断条件的间隔，进一步判断这些间隔是否连续且超过预设数量，预设数量例如为 3-6个，若是，则可确认此吋发生啸叫。

[0068] 图 6是本发明啸叫检测装置实施例一的逻辑结构图，该实施例的啸叫检测装置包括依次相连的检波器 10、分析单元 20和确认单元 30，其中，检波器 10用于对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号；分析单元 20用于判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；确认单元 30用于在所述包络信号具有等周期性，且所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值在预设范围内吋，确认发生啸叫。

[0069] 在一个具体实施例中，分析单元 20具体包括第一判断模块和第二判断模块，其中，第一判断模块用于判断所述包络信号中连续预设数量个相邻上升沿的间隔是否近似相等；第二判断模块用于在近似相等吋，确定所述包络信号具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内

[0070] 在另一个具体实施例中，分析单元 20具体包括第三判断模块和第四判断模块，其中，第三判断模块用于依次判断所述包络信号中相邻上升沿的间隔与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；第四判断模块用于在预设范围内吋，判断与预存的传输吋延的差值在预设范围内的间隔是否连续且超过预设数量。

[0071] 在另一个实施例中，结合图 7，检波器 10具体包括放大电路 11、高通滤波器 12 、整流电路 13和幵关电路 14，其中，放大电路 11用于对所接收的音频信号进行放大；高通滤波器 12用于对放大后的音频信号进行滤波；整流电路 13用于对滤波后的音频信号进行整流；幵关电路 14用于将整流后的音频信号与预设的门限值进行比较，若大于等于所述门限值，则输出包络信号的高电平，若小于所述门限值，贝 1」输出包络信号的低电平。下面具体说明每个部分：

[0072] 在放大电路 11中，运放 U2-1的同相输入端通过电阻 R6接高电平（VCC) ，电阻 R5连接在运放 U2- 1的同相输入端和地之间，运放 U2- 1的反相输入端通过电阻 R 1连接电容 C1的第一端，电容 C1的第二端为信号输入端（Vin) ，电阻 R2连接在运放 U2- 1的反相输入端与输出端之间。

[0073] 在高通滤波器中，运放 U2-2的同相输入端通过电阻 R10接高电平（VCC) ，电阻 R8连接在运放 U2-2的同相输入端和地之间，运放 U2-2的反相输入端连接电容 C 3的第一端，电容 C3的第二端通过电容 C2连接放大电路的输出端，即，连接运放 U2-1的输出端，电阻 R4连接在电容 C3的第二端及地之间，电阻 R3连接在运放 U2 -2的反相输入端和输出端之间，电容 C6连接在运放 U2-2的输出端和电容 C3的第二端之间。

[0074] 在整流电路 13中，运放 U2-3的同相输入端通过电容 C4连接高通滤波器的输出端，即，连接运放 U2-2的输出端，运放 U2-3的输出端连接二极管 D1的正极，二极管 D1的负极连接运放 U2-3的反相输入端。另外，电阻 R13连接在运放 U2-3的同相输入端和地之间，电阻 R9和电容 C5分别连接在二极管 D1的负极和地之间。

[0075] 在幵关电路中，三级管 Q2的基极通过电阻 R7连接整流电路的输出端，即，连接二极管 D1的负极，三级管 Q2的发射极接地，三级管 Q2的集电极通过电阻 R12 接 MOS管 Q1的栅极， MOS管 Q1的源极接高电平（VCC) ，电阻 R11连接在 MOS 管 Q1的栅极和源极之间， MOS管 Q1的漏极为所述幵关电路的输出端。

[0076] 下面说明该检波器的工作原理：音频信号从信号输入端（Vin) 接入放大电路，该放大电路的放大倍数为 R2/R1 , 经该放大电路放大处理后的音频信号被送入高通滤波器。该高通滤波器的截止频率 fc满足以下条件： fc

2R ₃R ₄C ₃C ₆) ，经该高通滤波器滤波处理后的音频信号又被送入整流电路进行整流。最后，在幵关电路中，当整流电路输出的电压大于等于门限值吋，幵关电路的输出端 (Vo) 输出高电平，反之，输出低电平，从而形成包络信号。

[0077] 最后，还需说明的是，在本发明的检波器中，电阻 R5、 R6、 R8、 R10可省去，即，运放 U2-l、 U2-2的同相输入端直接接入高电平。电阻 R13、 R9起隔离作用，也可省去。电容 C5起稳压作用，也可省去。三极管 Q2和 MOS管 Q1也可选用其它类型的幵关管。另外，本发明的检波器也不局限于上述实施例检波器的结构，在其它实施例中，检波器可以为其它结构的检波器，例如，可选用二极管包络检波器（包括二极管峰值型包络检波器、二极管并联型包络检波器）、三极管包络检波器等。

[0078] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种啸叫检测方法，其特征在于，包括：

检波器对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号；

判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

若是，则确认发生啸叫。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的啸叫检测方法，其特征在于，所述判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内的步骤包括：

判断所述包络信号中连续预设数量个相邻上升沿的间隔是否近似相等

若是，则确定所述包络信号具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内。

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的啸叫检测方法，其特征在于，所述判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内的步骤包括：

依次判断所述包络信号中相邻上升沿的间隔与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

若是，则判断与预存的传输吋延的差值在预设范围内的间隔是否连续且超过预设数量。

[权利要求 4] 一种啸叫检测装置，其特征在于，包括：

检波器，用于对所接收的音频信号进行检波，以提取所述音频信号的包络信号；

分析单元，用于判断所述包络信号是否具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；确认单元，用于在所述包络信号具有等周期性，且所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值在预设范围内吋，确认发生啸叫。

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述分析单元包括：

第一判断模块，用于判断所述包络信号中连续预设数量个相邻上升沿的间隔是否近似相等；

第二判断模块，用于在近似相等吋，确定所述包络信号具有等周期性，且判断所述包络信号的周期与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内。

[权利要求 6] 根据权利要求 4所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述分析单元包括：

第三判断模块，用于依次判断所述包络信号中相邻上升沿的间隔与预存的传输吋延的差值是否在预设范围内；

第四判断模块，用于在预设范围内吋，判断与预存的传输吋延的差值在预设范围内的间隔是否连续且超过预设数量。

[权利要求 7] 根据权利要求 4所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述检波器包括放大电路，用于对所接收的音频信号进行放大；高通滤波器，用于对放大后的音频信号进行滤波；整流电路，用于对滤波后的音频信号进行整流；幵关电路，用于将整流后的音频信号与预设的门限值进行比较，若大于等于所述门限值，则输出包络信号的高电平，若小于所述门限值，贝 U输出包络信号的低电平。

[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述放大电路包括：第一运放（U2-1) 、第一电阻（R1) 、第二电阻（R2) 和第一电容（C1) ，其中，所述第一运放（U2-1) 的同相输入端接高电平，所述第一运放（U2-1) 的反相输入端通过所述第一电阻（R1) 连接所述第一电容（C1) 的第一端，所述第一电容（C1) 的第二端为信号输入端，所述第二电阻（R2) 连接在所述第一运放（U2-1) 的反相输入端与输出端之间。根据权利要求 7所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述高通滤波器包括第二运放（U2-2) 、第三电阻（R3) 、第四电阻（R4) 、第二电容（C2) 、第三电容（C3) 和第六电容（C6) ，其中，所述第二运放（U2-2) 的同相输入端接高电平，所述第二运放（U2-2) 的反相输入端连接所述第三电容（C3) 的第一端，所述第三电容（C3) 的第二端通过所述第二电容（C2) 连接所述放大电路的输出端，所述第四电阻（R4) 连接在所述第三电容（C3) 的第二端及地之间，所述第三电阻（R3) 连接在所述第二运放（U2-2) 的反相输入端和输出端之间，所述第六电容（C6) 连接在所述第二运放（U2-2) 的输出端和所述第三电容（C3) 的第二端之间。

根据权利要求 7所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述整流电路包括第三运放（U2-3) 、第四电容（C4) 及二极管（D1) ，其中，所述第三运放（U2-3) 的同相输入端通过所述第四电容（C4) 接所述高通滤波器的输出端，所述第三运放（U2-3) 的输出端连接所述二极管（D1) 的正极，所述二极管（D1) 的负极连接所述第三运放（U2- 3) 的反相输入端。

根据权利要求 7所述的啸叫检测装置，其特征在于，所述幵关电路包括第一幵关管（Q1) 、第二幵关管（Q2) 、第五电阻（R11) 、第六电阻（R12) 和第七电阻（R7) ，其中，所述第二幵关管（Q2) 的控制端通过所述第七电阻（R7) 连接所述整流电路的输出端，所述第二幵关管（Q2) 的第二端接地，所述第二幵关管（Q2) 的第一端通过所述第六电阻（R12) 接所述第一幵关管（Q1) 的控制端，所述第一幵关管（Q1) 的第二端接高电平，所述第五电阻（R11) 连接在所述第一幵关管（Q1) 的第二端和控制端之间，所述第一幵关管（Q 1) 的第一端为所述幵关电路的输出端。