[发明专利]一种非合作语音通信接收数据无用时间段识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种对接收到的无线电语音通信信号和信息处理方法，属于通信和信息技术领域。特别是涉及一种对无线电语音通信经过解调后进行语音数据检测、分段和识别，识别出噪声和干扰等无用信号时间段的一种方法。

背景技术

传输语音是无线电通信的一项主要内容，通过收听各类无线电语音，可以获得大量有用的信息。非合作语音信号接收是指接收方不是约定好的信息接收方，事先对无线电信号的参数和制式并不了解，接收前先做识别和判断，然后进行解调和录取数据，非合作接收常常用于无线电信号监听或信息搜集等目的。以往非合作语音信号接收常常是以人工方式收听和记录信息。近年来，随着社会经济的发展，提出了通过计算机等设备自动记录和处理来自无线电通信中语音数据的需求，在各种信息收集和利用中具有巨大的经济和社会价值。

对语音信号中噪声和语音的识别，以及时间区间分段标识是语音信号处理的一项基本内容。目前，对语音信号进行分段处理的方法主要来自于麦克风录下的原始话音的运用场景，当前的方法主要采用基于短时能量法和短时过零率法相结合的时域端点检测方法[1](注[1]：赵力，语音信号处理，机械工业出版社，2003)，基于上述方法各类变形和修正的时域方法，如发明专利“可识别环境中的语音与非语音的方法及系统[2]”(注[2]，专利权人：松下电器株式会社，发明专利号：200510006463)，如发明专利“基于子带能量和特征检测技术的语音信号端点检测方法[3]”(注[3]，专利权人：中国科学院自动化研究所，发明专利号：01140334)，等等。

上述方法适用于直接对麦克风录音的信号进行处理，而本项发明的任务是对经过无线电传播后经接收后解调的信号，通过对实际信号进行分析后发现和前者比较有很大不同。第一是存在突发瞬态干扰，原因可能是如电离层闪烁、接收机自激振荡等引起的信号强度突然变大甚至饱和，此时能够听到突发强烈的“嚓嚓”干扰声；第二是存在其他电台发出的无线电信号干扰到正在收听的信号频率上，形成“串音”干扰；第三是噪声功率和信号功率存在多种变化，包括一段时间的噪声功率会突然变大，并且是非高斯噪声；第四是非合作接收时，判断调制方式会发生错误，当调制方式判断错误，则解调后话音自然出错，例如，当把FSK信号判断成FM信号，解调后出现“双音振铃”的声音，把PSK等数字信号判断成AM信号等等；第五，当系统设备调谐失谐或发生故障，所采集到的信号自然不正常。这些现象如图1所示，(a)正常的语音信号波形，(b)是存在突发瞬态干扰的信号波形，(c)是出现同频干扰串音信号波形，(d)是把FSK调制方式当成了FM错误的信号波形，(e)是调谐失谐类错误的信号波形，(f)是设备的AD采集出现故障的信号波形。

原有的识别噪声和语音信号的方法不能用在这些情况下。此时，由于噪声不是平稳的，过零率检测不再有效，而噪声和信号幅度忽大忽小，能量检测也不能作为判别语音和噪声的有效依据。通过查询文献，没有发现针对这些情况的研究或产品结果。

本项专利即针对接收到的无线电语音信号所发展出的一种新型处理方法。

发明内容

本项发明的目的在于提出一种针对非合作无线电语音通信信号解调后数据中的非语音段自动识别方法，具有判断准确、方法稳健可靠、计算快速简便的特点。目的并包括：

提出一种针对非合作无线电语音通信接收解调后非语音段识别统一架构集成处理方法，适应对各类实际语音接收信号信号的自动数据处理。

提出一种发现突发瞬态干扰的检测方法，适用于识别并标识出幅度突变型的突发干扰。

提出一种发现来自其它电台突发同频串音干扰的检测方法，适用于识别并标识出突发同频干扰信号段。

提出一种不依赖于信号功率强度和过零率的语音信号和噪声信号段检测和识别方法，在信号和噪声相对变化的情况下，可以准确识别出信号和噪声。

提出一种发现并识别电台故障数据的方法，判断出无效语音数据。

集成识别模拟语音数据和其它数字调制数据的方法，判断出解调错误非语音数据。

本项发明所提出的技术方案如下。一种非合作无线电语音接收数据无用信号段识别方法，包括下列步骤，如图2所示：

步骤一，对数据进行预处理。用通频带100Hz～8KHz的带通滤波器对数据进行滤波。

步骤二，将预处理后的数据分段，按3s间隔将数据分为若干不重叠的数据段，段时间总长度离散值为N_total。