專利名稱：一種亞音頻尾音檢測(cè)的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種亞音頻尾音檢測(cè)的方法與裝置。
背景技術(shù)：
CTCSS(Continuous Tone Controlled Squelch System,連續(xù)語音控制靜噪系統(tǒng))俗稱亞音頻，是一種將低于音頻頻率的頻率^7Hz-250.3Hz)單音信號(hào)與音頻信號(hào)混合在一起傳輸?shù)募夹g(shù)，因其頻率范圍在標(biāo)準(zhǔn)音頻以下，故稱為亞音頻。當(dāng)接收端從接收信號(hào)中分離出亞音頻值后，對(duì)亞音頻信號(hào)進(jìn)行濾波、整形，并輸入到CPU中，與本機(jī)設(shè)定的亞音頻率進(jìn)行比較，若比較結(jié)果為一致則開啟揚(yáng)聲器，否則就關(guān)閉揚(yáng)聲器。當(dāng)話音結(jié)束時(shí)，如果不關(guān)閉揚(yáng)聲器，用戶將聽到噪聲，為了在話音結(jié)束時(shí)能及時(shí)地關(guān)閉揚(yáng)聲器，發(fā)送端在本次話音即將結(jié)束之前設(shè)置亞音頻尾音，接收端檢測(cè)到這種亞音頻尾音后，就會(huì)在一段短時(shí)間后關(guān)閉揚(yáng)聲器。亞音頻為正弦波形，常見的亞音頻尾音有兩種格式:一種是將最后的180ms亞首頻相位反轉(zhuǎn)120度后得到的首頻，另一種是將最后的150ms亞音頻相位反轉(zhuǎn)180度后得到的音頻。目前常見的尾音檢測(cè)方法為對(duì)接收的時(shí)域信號(hào)逐點(diǎn)計(jì)算相位，并比較前后兩次的相位是否存在反轉(zhuǎn)，如果存在反轉(zhuǎn)，則說明檢測(cè)到尾音，否則就說明沒有檢測(cè)到尾音。然而這種尾音檢測(cè)方法需要逐點(diǎn)計(jì)算相位，計(jì)算復(fù)雜度較高，而且由于噪聲和干擾的影響，對(duì)單點(diǎn)時(shí)域信號(hào)計(jì)算相位得到的結(jié)果精度不高。此外，對(duì)于采用模擬電路產(chǎn)生亞音頻信號(hào)的對(duì)講機(jī)來說，由于利用對(duì)亞音頻信號(hào)反轉(zhuǎn)相位來產(chǎn)生尾音的方式難以實(shí)現(xiàn)，目前這類對(duì)講機(jī)采用的技術(shù)為發(fā)送另一亞音頻率的亞音信號(hào)來代表尾音，接收端通過檢測(cè)這種亞音信號(hào)頻率的變化來判斷是否需要關(guān)閉揚(yáng)聲器，但該方法僅限于應(yīng)用于亞音頻尾音的頻率不同于亞音頻的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種亞音頻尾音檢測(cè)的方法與裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過檢測(cè)相位的變化來檢測(cè)尾音的方法計(jì)算量大、計(jì)算復(fù)雜度高的問題。本發(fā)明方法包括:一種亞音頻尾音檢測(cè)方法，包括:對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)設(shè)定的離散傅里葉變換DFT窗長，計(jì)算濾波后的信號(hào)在目標(biāo)頻率上的DFT值；根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值；計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值；通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音。一種亞音頻尾音檢測(cè)裝置，包括:DFT計(jì)算模塊，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)設(shè)定的離散傅里葉變換DFT窗長，計(jì)算濾波后的信號(hào)在目標(biāo)頻率的DFT值；
DFT疊加模塊，用于根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值；功率歸一化模塊，用于計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值；尾音確定模塊，用于通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音。本發(fā)明提供的一種亞音頻尾音檢測(cè)的方法與裝置，充分利用了隨著亞音頻信號(hào)相位的反轉(zhuǎn)，對(duì)亞音頻信號(hào)進(jìn)行離散傅里葉變換得到的DFT值發(fā)生變化的特性，通過對(duì)不同時(shí)刻獲得的DFT疊加值的功率歸一化值進(jìn)行比較來確定是否檢測(cè)到尾音。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中通過計(jì)算相位來檢測(cè)亞音頻尾音的方法相比，具有計(jì)算量小、計(jì)算復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，既適用于現(xiàn)有反轉(zhuǎn)120度和180度的亞音頻格式，也適用于目前利用發(fā)送另一頻率的亞音頻信號(hào)來代表尾音的情況。


圖1為本發(fā)明提供的一種亞音頻尾音檢測(cè)方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明提供的一種亞音頻尾音檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
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下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明一種亞音頻尾音檢測(cè)的方法與裝置的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。亞音頻尾音的發(fā)送總是緊跟在亞音頻信號(hào)之后，本發(fā)明提供一種亞音頻尾音檢測(cè)方法，如圖1所示，包括以下步驟:步驟101，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)設(shè)定的離散傅里葉變換DFT窗長，計(jì)算濾波后的信號(hào)在目標(biāo)頻率的DFT值。步驟102，根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值。步驟103，計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值。步驟104，通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾
曰 本發(fā)明提供的一種亞音頻尾音檢測(cè)的方法與裝置，充分利用了隨著亞音頻信號(hào)相位的反轉(zhuǎn)，對(duì)亞音頻信號(hào)進(jìn)行離散傅里葉變換得到的DFT值發(fā)生變化的特性，通過對(duì)不同時(shí)刻獲得的DFT疊加值的功率歸一化值進(jìn)行比較來確定是否檢測(cè)到尾音。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中通過計(jì)算相位來檢測(cè)亞音頻尾音的方法相比，具有計(jì)算量小、計(jì)算復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，既適用于現(xiàn)有反轉(zhuǎn)120度和180度的亞音頻格式，也適用于目前利用發(fā)送另一頻率的亞音頻信號(hào)來代表尾音的情況。具體的，本發(fā)明提供的亞音頻尾音檢測(cè)方法中，首先應(yīng)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行低通濾波，濾除亞音頻頻率以外的信號(hào)，然后再根據(jù)設(shè)定的DFT窗長，對(duì)濾波后信號(hào)在目標(biāo)頻率進(jìn)行離散傅里葉變換，獲得不同時(shí)刻的DFT值。其中，所述設(shè)定DFT窗長的具體值可根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)精度需求和檢測(cè)時(shí)間需求進(jìn)行選取，例如在實(shí)際的檢測(cè)精度需求較低或檢測(cè)時(shí)間需求較短時(shí)，就可設(shè)置所述設(shè)定DFT窗長的值較小，反之，則可設(shè)置所述設(shè)定DFT窗長的值較大。
研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本方法步驟101，若濾波后的信號(hào)中包含有所述目標(biāo)頻率的亞音頻信號(hào)，則對(duì)亞音頻尾音到達(dá)之前和亞音頻尾音到達(dá)之后設(shè)定DFT窗長的亞音頻信號(hào)在目標(biāo)頻率計(jì)算的DFT值具有以下特點(diǎn):模值相同，相位相反，據(jù)此可知，尾音在DFT窗中間時(shí)刻到達(dá)時(shí)，計(jì)算的DFT值應(yīng)具有模值較小的特點(diǎn)。鑒于此，為了檢測(cè)尾音是否到達(dá)，可以從接收信號(hào)開始，每獲取設(shè)定DFT窗長的濾波后信號(hào)后，計(jì)算其在目標(biāo)頻率處的離散傅里葉變換DFT值，并通過比較不同時(shí)刻DFT值的變化來確定亞音頻尾音是否到達(dá)。由于相位反轉(zhuǎn)的時(shí)刻不能提前預(yù)知，為了達(dá)到檢測(cè)亞音頻尾音的目的，所述模值較小的DFT值是本發(fā)明所必要的，并且該模值較小的DFT值是對(duì)如下情況的亞音頻信號(hào)進(jìn)行離散傅里葉變換獲得的:即針對(duì)恰好一部分位于相位反轉(zhuǎn)之前的亞音頻信號(hào)，和另一部分位于相位反轉(zhuǎn)之后的亞音頻信號(hào)，受這兩部分亞音頻信號(hào)的相位不同影響，所計(jì)算的離散傅里葉變換DFT值的模值較小。為保證總能獲得所述必要的DFT值，本發(fā)明在每次計(jì)算DFT值后，將其與之前計(jì)算的DFT值疊加的方式，獲得DFT疊加值。例如，設(shè)所述設(shè)定DFT窗長為L，從接收信號(hào)開始，每獲取L時(shí)長的濾波后信號(hào)就作一次DFT計(jì)算，若第η-l次計(jì)算的DFT值恰好針對(duì)的是相位反轉(zhuǎn)時(shí)刻之前L時(shí)長的亞音頻信號(hào)，而第η次計(jì)算的DF T值恰好針對(duì)的是相位反轉(zhuǎn)時(shí)刻之后L時(shí)長的亞音頻信號(hào)，這種情況下，若只通過DFT值計(jì)算就不會(huì)得到所述必要的DFT值，而如果通過將第η次計(jì)算的DFT值與其之前第η-l次計(jì)算的DFT值疊加的方式，即疊加后的DFT窗長為2L，并且該DFT窗長包含了所述相位反轉(zhuǎn)時(shí)刻，這樣獲得的DFT疊加值，也就是所述必要的DFT值。以上例子為將每次計(jì)算的DFT值與其前一次計(jì)算的DFT值疊加的情況，實(shí)際應(yīng)用中，為了得到更明顯的對(duì)比效果，可以將每次計(jì)算的DFT值與其之前計(jì)算的連續(xù)多個(gè)DFT值相疊加，獲得DFT疊加值。優(yōu)選的，根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值，具體為:將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與之前計(jì)算的連續(xù)N個(gè)DFT值相加，獲得DFT疊加值，其中N為正整數(shù)；之前計(jì)算的DFT值的數(shù)目小于N時(shí)，將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與之前所有的DFT值相加，獲得DFT疊加值；初次計(jì)算DFT值時(shí)，DFT疊加值等于所述初次計(jì)算的DFT值。具體的，設(shè)第η次得到的DFT值為D (η)，則第η次計(jì)算DFT疊加值D(X)的公式為:D(n)^D(n) + D(n-\) +.....D(n-N) 0特殊的，若在此之前計(jì)算的DFT值不足N個(gè)時(shí)，可將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與其之前所有計(jì)算的DFT值相加，作為DFT疊加值；S卩:當(dāng)η = I時(shí)，DFT疊加值等于第一次得到的DFT值；當(dāng)η < = N時(shí)，在第η次得到DFT值后，將所述第η次得到的DFT值與在此之前得到的所有DFT值相加，得到DFT疊加值；當(dāng)η > N時(shí)，在第η次得到DFT值后，將所述第η次得到的DFT值與在此之前剛得到的連續(xù)的N個(gè)DFT值相加，得到DFT疊加值。實(shí)際中設(shè)備在不同時(shí)刻接收到的信號(hào)，其功率可能是不同的，為了方便地利用獲得的DFT疊加值檢測(cè)亞音頻尾音是否到達(dá)，本發(fā)明方法對(duì)所述DFT疊加值進(jìn)行功率歸一化，即計(jì)算DFT疊加值的功率歸一化值，并通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音。優(yōu)選的，計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值，具體包括:計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的模值的平方與所述濾波后信號(hào)的平均功率估計(jì)值的比值，得到DFT疊加值的
功率歸一化值。具體的，對(duì)所述濾波后信號(hào)進(jìn)行功率估計(jì)，得到功率估計(jì)值P ;然后根據(jù)第η次計(jì)
算的DFT疊加值D(X)、功率估計(jì)值P，按照以下公式計(jì)算對(duì)應(yīng)的DFT歸一化功率值P(X):
權(quán)利要求
1.一種亞音頻尾音檢測(cè)方法，其特征在于，包括: 對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)設(shè)定的離散傅里葉變換DFT窗長，計(jì)算濾波后的信號(hào)在目標(biāo)頻率上的DFT值； 根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值； 計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值； 通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值，具體為: 將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與之前計(jì)算的連續(xù)N個(gè)DFT值相加，獲得DFT疊加值，其中N為正整數(shù)； 之前計(jì)算的DFT值的數(shù)目小于N時(shí)，將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與之前所有的DFT值相加，獲得DFT疊加值； 初次計(jì)算DFT值時(shí)，DFT疊加值等于所述初次計(jì)算的DFT值。
3.如權(quán)利 要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值，具體包括: 計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的模值的平方與所述濾波后信號(hào)的平均功率估計(jì)值的比值，得到DFT疊加值的功率歸一化值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音，具體包括: 確定第n-M次得到的DFT疊加值的功率歸一化值大于第一門限值，且第n-M次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，與第η次得到的DFT疊加值的功率歸一化值的差值大于第二門限值時(shí)，確定檢測(cè)到尾音，n、M為正整數(shù)，且η大于Μ。
5.一種亞音頻尾音檢測(cè)裝置，其特征在于，包括: DFT計(jì)算模塊，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)設(shè)定的離散傅里葉變換DFT窗長，計(jì)算濾波后的信號(hào)在目標(biāo)頻率的DFT值； DFT疊加模塊，用于根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值； 功率歸一化模塊，用于計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值； 尾音確定模塊，用于通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述DFT疊加模塊根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值，具體為: 將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與之前計(jì)算的連續(xù)N個(gè)DFT值相加，獲得DFT疊加值，其中N為正整數(shù)； 之前計(jì)算的DFT值的數(shù)目小于N時(shí)，將當(dāng)前計(jì)算的DFT值與之前所有的DFT值相加，獲得DFT疊加值； 初次計(jì)算DFT值時(shí)，DFT疊加值等于所述初次計(jì)算的DFT值。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述功率歸一化模塊計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值，具體包括: 計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的模值的平方與所述濾波后信號(hào)的平均功率估計(jì)值的比值，得到DFT疊加值的功率歸一化值。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述尾音確定模塊通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音，具體包括: 確定第n-M次得到的DFT疊加值的功率歸一化值大于第一門限值，且第n-M次得到的DFT疊加值的功率歸一化值， 與第η次得到的DFT疊加值的功率歸一化值的差值大于第二門限值時(shí)，確定檢測(cè)到尾音，n、M為正整數(shù)，且η大于Μ。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種亞音頻尾音檢測(cè)方法與裝置，該方法包括對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)設(shè)定的離散傅里葉變換DFT窗長，計(jì)算濾波后的信號(hào)在目標(biāo)頻率上的DFT值；根據(jù)當(dāng)前計(jì)算的DFT值，及之前計(jì)算的DFT值，獲得DFT疊加值；計(jì)算當(dāng)前獲得的DFT疊加值的功率歸一化值；通過比較不同次得到的DFT疊加值的功率歸一化值，確定是否檢測(cè)到尾音。本發(fā)明充分利用了隨著亞音頻信號(hào)相位的反轉(zhuǎn)，對(duì)亞音頻信號(hào)進(jìn)行離散傅里葉變換得到的DFT值發(fā)生變化的特性來確定是否檢測(cè)到尾音，具有計(jì)算量小、計(jì)算復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G10L25/87GK103187069SQ20111045828
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者張凌雁, 胡賽桂, 宋鵬濤, 張業(yè)龍, 何海波, 王榮 申請(qǐng)人:福建聯(lián)拓科技有限公司, 北京聯(lián)拓恒芯科技發(fā)展有限公司