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1、声估计信号 ，然后从返回信号y(n)中减去回声估计信号，进而产生传往本地的输出信号e（n）。若图1中的自适 应滤波器W(z)与回声路径H(z)精确匹配，回声估计信号 就是回声信号d(n)的精确估计。这样，x(n)产生的回声就能近端信号与误差信号的互相关系数向量定义为：（1）4实际应用中可以采用如下方法来估计产业cye（n)的值 ：（2）（3）（4）图1 实用回声抵消系统福建省“电路与系统”重点学科资助项目，福建省青年人才（2007F3077）资助项目一种改进的在自适应回波抵消中的双端对讲检测算法蔡萍 傅平/闽江学院电子系(福州350108)摘 要：在自适应回波抵消中常用的双端对讲检测技术是互相
2、关检测技术。这种算法存在一个问题，就是在某些时刻， 比如在近端干扰信号结束的时刻，干扰信号的能量陡然下 降为零，由于算法中采用了遗忘因子，信号的能量估计是缓 慢减小的，因此造成检测结果的延迟。本文提出的检测算 法，改进了信号的能量更新公式，很好地解决了这种延迟问 题，Matlab仿真模拟的结果也看出这种算法与其他算法相 比较的优势。关键词：自适应回波抵消 双端对讲 互相关检测被回声估计信号完全抵消，达到消除回声的目的。在双端对讲情况下，近端语音信号s(n)作为自适应算法的干扰，易导致自适应算法发散。双端对讲检测器的作用 就是判断双端对讲的状态，当检测出无双端对讲时训练自 适应滤波器的系数，否则
3、暂停自适应滤波器系数的调整2。 互相关检测技术是自适应回波抵消中常用的双端对讲检测 技术。中图分类号：TN916.5文献标识码：A文章编号：1673-1131(2009)02-023-03一、概述自Widrow提出自适应算法以来，自适应滤波器在实践 中获得了广泛的应用。如噪声抵消，回波抵消等。实用回声 抵消系统1的基本结构如图1。二、基于相关原理的干扰检测算法由于近端信号y(n)=d(n)+s(n)是回声信号d(n)与近端语 音信号s(n)之和，当存在近端语音信号(s(n)0)时，近端信 号y(n)与误差信号e(n)之间存在较强的相关性，y(n)与e(n) 之 间的互相关系数接近于1；而当近端
4、语音信号不存在(s(n=0) 时，y(n)与e(n)之间的相关性大大减弱，它们的互相关系数接 近于0。因此，我们只要设置合适的门限，就能检测出双端 通话状态是否存在3。回声抵消器的基本思想是利用输入语音信号想x（n）和自适应滤波器W（z）产生一个与真实回声d（n）近似的回（5） 三、改进的干扰检测算法其中，Cor表示近端信号与误差信号之间的互相关系数 通过实验检验发现，如果我们取向量， 和 分别是对近端信号和误差信号的能量估计， （9） 以上所述问题可以很好的解决。其中为加权因子，根是对Ey(n)e(n)的估计。是遗忘因子，根据语音信号的据语音信号的特性可以取0到0.5之间的值。我们将（6）,
5、（9） 特点，取值在0到0.05之间。 式代入（7）式中，得到：当信号幅度变化不剧烈的时候，用式(3)，(4)，(5)估（10）计信号的能量还是相当理想的。但是当过去时刻的能量远大于当前时刻的能量，也就是信号幅度突然陡降，比 这种算法既减小了过去时刻的能量估计对当前点估计的影 如在近端干扰信号结束的时候，由于采用了遗忘因子，用 响，又考虑到平滑的问题，因此显示出与同类算法比较的优 以上公式估计的能量是缓慢减小的，这就造成了对信号 势。能量的错误估计。利用这些能量计算得出的互相关系数向量也是缓慢变化的，从而造成双端检测结果的延迟。 四、性能模拟与结论 如果在这段延迟时间内回波路径发生了变化，就会
6、对系 最后我们比较传统的互相关检测算法，文献3提出的 统及时更新滤波器系数造成很大的影响。 去除过去时刻能量的算法，以及本文提出的改进算法的性我们对以上公式稍加变形就可以发现解决这个问题的方 能。远端信号为女声“数字信号处理”，近端干扰信号为男 法4。式(3)，(4)，(5)可以写成以下的形式，其中 2表示第k 的能k00声“八百”（之所以选这个词是因为语音结束时能量陡降），2量估计，k k 表示从第k0+1点到第k点的平均能量。0 语音发生期为7000，11000。近端干扰信号与远端信号的能量比为2：1。语音信号的采样率为8k，量化位数为8bit。遗（6） 忘因子取0.005，加权因子取0.
7、3，k-k0取200，判决门限为0.7。图2是仿真结果。 其中，图（a）,（c）,（e）分别是传统的互相关检测算法，文献3提出的去除过去时刻能量的算法，以及本文提出 从式（6）可以看出，当 很大的时候，当前点的能量估的改进算法的互相关检测系数，图（b）,（d）,（f）分别是这三种计很大程度上取决于过去时刻的能量，从而产生了双端检 算法的检测结果与近端干扰信号的比较。由 仿 真结果 可 以测的延迟问题。因此，我们要找一个新的值 来替代 ， 从而更新信号的能量估计 。设更新后的能量为 。因此有：（7） 文献4的解决方法是将 取0，即移除过去时刻的能量估 计，得到当前点信号能量（8）samples(
8、a)这时信号能量完全由第k 0+1点到第k点的平均能量决定。 这种做法很大程度上解决了延迟问题，但造成估计出的 信号能量起伏变化很大，导致双端对讲检测的结果不稳 定。因此，我们需要对这种能量估计加以平滑，就需要将取代以新值，而不是简单的去除。samples (b)Information& communications 242009 No.2蔡萍 傅平/一种改进的在自适应回波抵消中的双端对讲检测算法信息通信 samples (c)samplessamplessamples图2 不同算法的检测结果提出的算法判决近端干扰信号结束于11000，消除了延时，并且在解决延时问题的基础上，兼顾了平滑和准确度
9、，使检测 性能大大提高。参考文献1 IT U -T G .16 8, Dig it a l n et w o r k e c h o cancellersS, 20002 胡啸， WLAN上VoIP中的自适应回声抵消技术研 究，东南大学博士论文，2004年3月3 曹秀英，双端通话检测器，通信技术，No.2 1997 4 Si Ho Kim, Hong Seok Kwon, Keun Sung Bae,Kyung Jin Byun, Kyung Soo Kim, “Performance improvement of double-talk detection algorithm in the
10、acoustic echo canceller,” Acoustics，Speech and Signal Processing.Proceedings. 2001 IEEEInternational Conference vol. 5, 2001作者简介蔡萍（1981-），女，福建宁德人，硕士，助教，研究方向 为语音信号处理；傅平（1974-），男，福建福州人，博士，讲师，研究方向为数字信号处理。看出，传统的互相关检测算法在干扰信号迅速回零的时刻，互相关检测系数减小得非常缓慢，造成双端对讲检测结果 的延时。本例中判决近端干扰信号结束于12200，延时大约 为12200-11000=1200个采样点。文献3提出的算法判决近 端干扰信号结束于12200，延时大约为12200-11000=1200 个采样点。判决近端干扰信号结束于11200，延时大约为11200-11000=200个采样点，与传统算法相比较好地解决了 时延的问题，然而由于其不依赖过去时刻的能量估计，互相关检测系数抖动非常大，检测结果不稳定而且有失误。本文
