延迟判断系统及其方法与流程

本发明涉及一种音频系统。一些实施例涉及用于信号延迟估计的系统和方法，更具体地，本发明涉及针对具有不一致延迟和失真的系统使用频谱描述符的延迟估计方法。

背景技术：

1、音频系统可能会经历不一致的延迟(固定或漂移的延迟)。这种延迟可能比大多数自适应滤波器可以处理的延迟要更长。例如，典型的声学回声消除(aec)方法采用16格(16-block)自适应滤波器，每格(block)的长度为8毫秒，并且将音频内容与通过麦克风捕获的信号之间的标称延迟限制在有效的格数，即少于4格，32毫秒。此外，当延迟为已知，还可以帮助缓冲器控制节省用于更长的回声尾部的零响应延迟区。

2、传统的估计延迟方法是简单地定位具有最大互相关或音频内容与捕获信号之间的最小距离的候选延迟。另一种较先进的传统方法是使用频谱图的归纳互相关(generalize cross-correlation,gcc)来确定延迟。然而，捕获信号的频谱图可能包含受许多不确定性影响的信息，因为用户可能改变扬声器或收听环境。例如，不确定性包含不同的扬声器均衡器(eq)设置、不同的扬声器频率响应、不同的房间响应、近端语音、背景噪音。

3、后两者是附加的，并且用户会将音量调高到足以克服背景噪声，因此由麦克风捕获的音频信号应该由预期的音频内容支配。然而，前三个产生复杂的响应，很难与捕获信号的频谱图分开。

4、因此，需要能够确定可靠延迟的系统和方法。

技术实现思路

1、发明公开了一种方法来估计原始信号和对应的捕获信号之间的延迟，其中信号被转换和缓冲到两组频谱描述符以进行相似性度量。该方法有助于对不一致的延迟和频谱失真进行稳健的延迟估计。

2、根据实施例，本发明提供一种延迟判断系统，包括：主机装置，提供已知波形；信号发射器，通过通道从主机装置接收已知波形，并发射对应已知波形的信号；以及信号接收器，将信号转换为接收波形，并将接收波形发送给主机装置；其中，主机装置包括处理器，处理器被配置用以：将已知波形转换为参考频谱描述符矩阵(reference spectraldescriptor matrix)和参考幅度表示矩阵(reference magnitude representationmatrix)；将经由信号接收器接收到的接收波形转换为接收频谱描述符矩阵；取得参考频谱描述符矩阵和接收频谱描述符矩阵之间的相似性度量(similarity measure)；基于参考幅度表示矩阵的至少一个统计数据来累积相似性度量，以取得累积相似性度量；基于所累积的相似性度量判断延迟；以及输出表征延迟的信息。

3、根据实施例，本发明提供一种延迟判断方法，包含：将已知波形转换为参考频谱描述符矩阵，并将参考频谱描述符矩阵存储在第一缓冲器中；接收波形，并将该所接收的波形转换为接收频谱描述符矩阵，并将接收频谱描述符矩阵存储在第二缓冲器中；将该已知波形转换为参考幅度表示矩阵，并将参考幅度表示矩阵存储在第三缓冲器中；取得参考频谱描述符矩阵和接收频谱描述符矩阵之间的相似性度量；根据参考幅度表示矩阵的至少一个统计数据来累积相似性度量，以取得累积相似性度量；根据累积相似性度量确定延迟。

技术特征：

1.一种延迟判断系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述已知波形是音频内容，所述信号发射器是扬声器，所述信号是声音信号，并且所述信号接收器是麦克风。

3.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述通道包含高画质多媒体接口和通用串联总线的其中一种的有线通道。

4.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述通道是包含蓝牙和wifi的其中一种的无线通道。

5.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述处理器被配置用以将所述已知波形转换为频谱，向所述频谱添加底限，将添加了所述底限的所述频谱转换为对数频谱，通过转换方法将所述对数频谱转换为多个系数，其中所述多个系数中少于30％数量的所述系数被用作频谱描述符来表示所述已知波形。

6.如权利要求5所述的延迟判断系统，其特征在于，所述转换方法是离散余弦转换。

7.如权利要求5所述的延迟判断系统，其特征在于，所述转换方法是离散正弦转换、倒谱、主成分分析和小波转换中的一种。

8.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述参考幅度表示矩阵中的幅度表示是所述已知波形的均方根。

9.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述参考幅度表示矩阵中的幅度表示是所述已知波形的最大幅度、平均幅度、功率或声压级。

10.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述相似性度量是互相关。

11.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述相似性度量是距离。

12.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，所述统计数据是最小值、平均值或总和。

13.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，具有最大累积互相关的延迟被判断为所述延迟。

14.如权利要求1所述的延迟判断系统，其特征在于，具有最小累积距离的延迟被判断为所述延迟。

15.一种延迟判断方法，其特征在于，包含：

16.如权利要求15所述的延迟判断方法，其特征在于，处理器被配置为将所述波形转换为频谱，向所述频谱添加底限，将添加所述底限的所述频谱转换为对数频谱，通过转换方法将所述对数频谱转换为多个系数，其中所述多个系数中少于30％数量的所述系数被用作频谱描述符来表示所述所接收的波形。

17.如权利要求16所述的延迟判断方法，其特征在于，所述转换方法是离散余弦转换。

18.如权利要求15所述的延迟判断方法，其特征在于，所述参考幅度表示矩阵中的幅度表示是所述所接收的波形的均方根。

19.如权利要求15所述的延迟判断方法，其特征在于，所述相似性度量是互相关，并且具有最大累积互相关的延迟被判断为所述延迟。

20.如权利要求15所述的延迟判断方法，其特征在于，所述相似性度量是距离，以及具有最小距离的所述延迟被判断为所述延迟。

技术总结本发明公开了一种延迟判断系统及其方法，以估计原始信号和对应的捕获信号之间的延迟。该方法包括：将已知波形转换为一参考频谱描述符矩阵，并将参考频谱描述符矩阵存储在一第一缓冲器中；接收一波形，并将该所接收的波形转换为一接收频谱描述符矩阵，并将该接收频谱描述符矩阵存储在一第二缓冲器中；将该已知波形转换为一参考幅度表示矩阵，并将该参考幅度表示矩阵存储在第三缓冲器中；取得该参考频谱描述符矩阵和该接收频谱描述符矩阵之间的相似性度量；根据该参考幅度表示矩阵的至少一个统计数据来累积该相似性度量，以取得一累积相似性度量；根据该累积相似性度量确定一延迟。本发明的方法有效地为不一致的延迟和频谱失真提供稳健的延迟估计。技术研发人员：波温·路,荣·阮,安德鲁·扎曼斯基受保护的技术使用者：新唐科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/4