Устройство компенсации акустических эхо-сигналов в системах громкоговорящей связи

Полезная модель относится к устройствам компенсации отраженных эхо-сигналов в системах громкоговорящей связи. Достигаемый технический результат - компенсация эхо-сигналов, а значит, и повышение разборчивости передаваемого речевого сигнала. Указанный результат обеспечивается за счет того, что гребенкой фильтров спектр речевого сигнала разделяют на 11 частотных полос, и проводят децимацию первых девяти полос в 8 раз, а последних двух - в 16 раз. После этого происходит адаптивная фильтрация частотных полос с последующей интерполяцией в 8 и 16 раз, соответственно. Таким образом, эхо-сигнал подавляется. При этом в полосе пропускания каждого из указанных фильтров адаптация осуществляется раздельно, как по параметрам задержки и реверберации, так и по коэффициентам фильтров, что в случае больших задержек в каналах распространения эхо-сигнала позволяет уменьшить число отводов адаптивных фильтров, повысить скорость их настройки и снизить вычислительные затраты.

Полезная модель относится к устройствам цифрового кодирования речевых сигналов для их компактного представления в целях передачи и хранения и может быть использовано при построении устройств приема и передачи речевого сигнала в системах громкоговорящей связи (ГГС).

По авт.св. 70000 [1] известен способ передачи дискретной информации, при котором входной речевой ИКМ-сигнал разделяется на отрезки - векторы длиной равной степени числа 2, которые классифицируются на вокализованные и шумоподобные при помощи выделения основного тона. Над полученными векторами производится трехуровневое вейвлет-преобразование с последующей фильтрацией вейвлет-коэффициентов пороговой функцией. Параметры вейвлет и пороговой функции определяются в зависимости от типа отрезка речевого сигнала. Три уровня вейвлет преобразования позволяют оптимально разделить вейвлет-коэффициенты для получения максимального количества нулевых вейвлет-коэффициентов. Вектора вейвлет коэффициентов объединяются в один пакет, и выполняется операция уплотнения, после чего в пакет добавляется информация о типе исходного отрезка речевого сигнала и пакет последовательно передается в канал импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) ГГС.

Способ в авт.св. 70000 обеспечивает уменьшение объема цифровых данных, необходимых для представления речевого сигнала в канале ИКМ, для минимизации полосы пропускания при передаче по аналоговой линии связи ГГС, но при наличии интенсивных акустических помех-эхо-сигналов, разборчивость сжатой речи значительно снижается.

Целью изобретения является компенсация акустических эхо-сигналов, характерных для систем ГГС, с целью повышения эффективности снижения объема цифровых данных, в каналах ГГС способом, описанным авт. св. 70000

Сущность изобретения состоит в том, что гребенкой фильтров спектр речевого сигнала разделяется на 11 частотных полос и проводят децимацию первых девяти полос в 8 раз, а последних двух - в 16 раз. После этого происходит адаптивная фильтрация частотных полос с последующей интерполяцией в 8 и 16 раз, соответственно. Таким образом, эхо-сигнал подавляется. При этом в полосе пропускания каждого из указанных фильтров адаптация осуществляется раздельно, как по параметрам задержки и реверберации, так и по коэффициентам фильтров, что в случае больших задержек в каналах распространения эхо-сигнала позволяет уменьшить число отводов адаптивных фильтров, повысить скорость их настройки и снизить вычислительные затраты.

На фиг.1. изображена структурная схема структурная схема устройства компенсации акустических эхо-сигналов в системах громкоговорящей связи. Устройство содержит: гребенку входных полосовых фильтров 1-11 основного канала (3235-2925 Гц, 2925-2615 Гц, 2615-2305 Гц, 2305-1995 Гц, 1995-1685 Гц, 1685-1375 Гц, 1375-1065 Гц, 1065-755 Гц, 755-525 Гц, 525-375 Гц, 375-225 Гц, соответственно), гребенку входных полосовых фильтров 56-66 опорного канала (3235-2925 Гц, 2925-2615 Гц, 2615-2305 Гц, 2305-1995 Гц, 1995-1685 Гц, 1685-1375 Гц, 1375-1065 Гц, 1065-755 Гц, 755-525 Гц, 525-375 Гц, 375-225 Гц, соответственно), гребенку выходных полосовых фильтров 45-55 основного канала (3235-2925 Гц, 2925-2615 Гц, 2615-2305 Гц, 2305-1995 Гц, 1995-1685 Гц, 1685-1375 Гц, 1375-1065 Гц, 1065-755 Гц, 755-525 Гц, 525-375 Гц, 375-225 Гц, соответственно), два блока децимации 12-20 и 21-22 основного канала (понижение частоты в 8 раз и в 16, соответственно), два блока децимации 67-75 и 76-77 опорного канала (понижение частоты в 8 раз и в 16, соответственно), два блока интерполяции 34-42 и 43-44 основного канала (повышение частоты в 8 раз и в 16 раз, соответственно), адаптивные фильтры 23-33.

Устройство работает следующим образом. С основного входа устройства речевой аналоговый сигнал поступает на гребенку фильтров основного канала. С входов полосовых фильтров речевой сигнал подается на блок децимации основного канала, в котором происходит понижение частоты в 8 раз, в элементах 12-20, и в 16 раз, в элементах 21-22. Далее, после блока децимации речевой сигнал поступает на первые входы адаптивных фильтров. Также, речевой сигнал с входа устройства поступает одновременно на гребенку фильтров опорного канала, с выходов которого подается на блок децимации опорного канала, в котором происходит понижение частоты в 8 раз, в элементах 67-75, и в 16 раз, в элементах 76-77. Далее, после блока децимации речевой сигнал поступает на вторые входы адаптивных фильтров. В адаптивных фильтрах происходит фильтрация составляющих эхо-сигнала. С выходов адаптивных фильтров отфильтрованный речевой сигнал подается на блок интерполяции, в котором происходит повышение частоты сигнала в 8 раз, в элементах 34-42, и в 16 раз, в элементах 54-55. С выходов интерполяторов речевой сигнал поступает на выходную гребенку фильтров основного канала устройства, после чего, выходной сигнала поступает в канал связи.

В результате данных преобразований происходит компенсация акустических эхо-сигналов. При этом в полосе пропускания каждого из указанных фильтров адаптация осуществляется раздельно, как по параметрам задержки и реверберации, так и по коэффициентам фильтров, что в случае больших задержек в каналах распространения эхо-сигнала позволяет уменьшить число отводов адаптивных фильтров, повысить скорость их настройки и снизить вычислительные затраты. В результате эхокомпенсации повышается качество оценки сжатия речевого сигнала по алгоритму [1].

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ 70000 U1, МПК G01R 17/02 (2006.01), Опубликован 10.01.2008 Бюл. 1.

Устройство компенсации акустического эха с системах громкоговорящей связи, обеспечивающее подавление эхо-сигналов в цифровых каналах связи, использующих сжатие речи, за счет того, что гребенкой фильтров спектр речевого сигнала разделяют на 11 частотных полос и проводят децимацию первых девяти полос в 8 раз, а последних двух - в 16 раз, после этого происходит адаптивная фильтрация частотных полос с последующей интерполяцией в 8 и 16 раз соответственно, содержащее основной канал, включающий гребенку полосовых фильтров, выходы которых соединены через блок децимации с адаптивными фильтрами, с которых сигнал подается на блок интерполяции, а с него на гребенку полосовых фильтров и в канал связи, и опорный канал, включающий гребенку полосовых фильтров, выходы которых соединены со вторым блоком децимации, с которого сигнал подается на адаптивные фильтры.