话音通信中产生舒适噪声的方法和系统
2020-01-11

话音通信中产生舒适噪声的方法和系统

在话音通信中的非说话阶段提供舒适噪声(150)的一种方法(200)和系统(1)。根据话音输入中的背景噪声是稳态的还是非稳态的产生舒适噪声。如果背景噪声是非稳态的,就用一个抖动过程在舒适噪声中插入(32,38,232)一个随机分量。如果背景噪声是稳态的,就不使用这个抖动过程。

为了让接收方模拟发射方的背景噪声,在发射方估计舒适噪声参数,用静默描述(SID)帧发射给接收方。这一发射在过渡到DTX低功率状态之前进行,以后以MS确定的速率进行。TX DTX处理程序决定计算哪种参数,以及是否产生话音帧或者SID帧。图1说明TX DTX的工作原理。这一工作是在话音活动检测器(VAD)的帮助之下进行的,它说明当前帧中是否有话音信号。如果检测到话音信号,就将VAD算法的输出打上“真”布尔标志,否则打上“假”标志。TX DTX还包括话音编码器和舒适噪声产生模块。

技术领域

具体实施方式

本发明的主要目的是减小或者基本上消除说话阶段真实背景噪声和非说话阶段舒适噪声之间过渡听得见的程度。这个目的是通过在背景噪声特性的基础之上提供舒适噪声来达到的。

一些现有技术系统,比如IS-641,在产生舒适噪声的时候丢弃了能量抖动块。对IS-461舒适噪声产生方法的详细介绍可以在TDMA蜂窝/PCS-无线电接口增强型全速率话音编解码器,修订版A(TIA/EIAIS-641-A)中找到。

收到有效SID帧的时候,产生舒适噪声,直到收到新的SID帧。这一过程按同样的方式重复。但是如果收到的帧被划分成有效SID帧,就用最后的有效SID。在舒适噪声阶段,译码器在从来没有发送出去的SID帧之间,接收发射信道噪声。为了同步这些帧的信号,用两个前面收到的有效SID帧内插得到的参数被用来产生舒适噪声,用于更新舒适噪声。RX DTX处理程序忽略CN阶段没有发送的帧,因为它被假设为原因是发射中断。

可以根据CN平均周期(1dtx)内从每个频谱参数(LSF或者ISF)矢量f(i)到频谱参数矢量f(j)的频谱距离ΔDi,i=0,...,1dtx-1,j=0,...,1dtx-1,i≠j,将背景噪声划分为稳态的或者非稳态的。平均周期通常都是8。频谱距离近似为:ΔDi=Σj=0,j≠11DTX-1ΔRij,---(5)]]>或者,i=0,...,1dtx-1,i≠j,其中:ΔRij=Σk=1M(fi(k)-fj(k))2,---(6)]]>fi(k)是帧i的频谱参数矢量的第k个频谱参数,M是合成滤波器(LP)的阶数。

给能量参数插入抖动类似于频谱抖动,可以按照公式4计算出来。在对数域中,按照以下方式给能量参数插入抖动:enlogmean=enlogmean+rand(-L,L)---(9)]]>图7是说明本发明中非说话阶段产生舒适噪声的方法的一个流程图。如同流程图200所示,在步骤202计算平均频谱参数矢量S’ave和平均接收能量E’ave。在步骤204中计算总频谱距离Ds。在步骤206中,如果Ds不小于预定值,(例如定点算术中的67108864),就不给稳定性标志置位。因此,在步骤232中将抖动插入S’ave和E’ave。如果Ds小于预定值,就给稳定性标志置位。跳过步骤232的抖动处理,或者S”ave=S’ave并且E”ave=E’ave。也可以在步骤208中测量帧之间的能量变化。如果能量变化很大,如同步骤230所确定的一样,就将稳定性标志复位,返回步骤232。在步骤234中根据S”ave和E’ave产生舒适噪声。

图6是说明本发明中舒适噪声产生系统的一个框图。

对于某些类型的背景噪声,上述现有技术解决方案工作得很好,但是对于其它类型的噪声则不怎么好。对于稳态背景噪声(象作为背景噪声的汽车噪声或者风声),非抖动方法工作得很好,而抖动方法则不能工作得这样好。这是因为抖动方法将随机抖动引入了用于产生舒适噪声的频谱参数矢量,虽然背景噪声实际上是稳态的。对于非稳态背景噪声(街道或者办公室噪声),抖动方法工作得很好,但是非抖动方法则工作得不好。这样,抖动方法更加适合于模拟背景噪声的非稳态特性,而非抖动方法则更加适合于在背景噪声随时间起伏的情况下产生稳态舒适噪声。利用这两种方法中的一种来产生舒适噪声,在许多情况下,合成背景噪声和真实背景噪声之间的过渡都是听得见的。

技术背景在正常的电话对话中,有时一个人说,另一个人听。有时两个用户都不说话。寂静阶段内平均话音活动会低于50%。在这些寂静阶段内,只会听到背景噪声。背景噪声通常都没有任何内容,不必从发射方(TX)向接收方(RX)原封不动地发射这些背景噪声。在移动通信中,叫做断续发射(DTX)的程序利用了这一事实来节省移动设备的能量。具体而言,这一TX DTX机制有一个低功率状态(DTX低),在这种状态的话音间隙中,大多数时间里移动台(MS)停止向基站(BS)发射信号,以减少MS的功耗,降低空中接口的总干扰电平。