[发明专利]一种飞机驾驶舱啸叫检测和抑制方法、装置、设备和系统

说明书

本发明公开了一种飞机驾驶舱啸叫检测和抑制方法、装置、设备和系统，本发明属于航空电子技术领域。本发明的方法包括：采用峰均功率比、帧间峰值幅度保持度、峰值谐波功率比结合帧间幅度谱斜率偏差，对话音信号进行啸叫检测；当检测到啸叫发生后，加载训练序列并利用所述训练序列对自适应滤波器进行训练；利用训练好的自适应滤波器对话音信号进行滤波，啸叫成分被抑制掉。本发明在啸叫检测环境，利用峰均功率比结合帧间峰值幅度保持度，以及峰值谐波功率比和帧间幅度谱斜率偏差对话音信号进行啸叫检测，提高了啸叫检测的准确性和可靠性；同时采用自适应滤波法进行啸叫抑制，降低了对频率估计精度的要求，保证了话音音质质量。

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种飞机驾驶舱啸叫检测和抑制方法、装置、设备和系统。

背景技术

在民航客机上，当驾驶舱内扬声器打开、机组人员通过麦克风发话并且侧音(自听音)激活时，麦克风、音频功放、扬声器构成一个典型的扩音系统。由于驾驶舱是一个狭小的密闭空间，扬声器与麦克风离得近，因而很容易产生“啸叫”现象。

民航客机驾驶舱内的啸叫具有很大的危害：首先，尖锐刺耳的啸叫声会使机组人员感到不适，会将机组话音系统和告警系统的声音淹没，使飞行员无法听到这些重要的声音，这严重影响了飞行安全；此外，啸叫发生时音频设备会有极高的输出功率，时间一长容易烧毁机载音频设备的功放及扬声器，减少设备使用寿命。同时如果在飞行过程中烧毁造成机载音频系统的失效，则会对飞行安全造成非常严重的影响。

目前，主流民航客机的机载音频系统被美国的霍尼韦尔、柯林斯和法国的泰雷兹等国外公司垄断，其中用于驾驶舱啸叫抑制的关键技术也被这些公司掌握而形成技术封锁。现阶段，我国国产大飞机事业发展的一项战略目标，就是要提高机载航电设备的国产化率，实现关键技术的自主可控，因而迫切需要形成具有我国自主研发技术的机载音频系统，并能解决驾驶舱啸叫的问题。

发明内容

针对民航客机驾驶舱内产生的啸叫会影响飞行安全、降低设备使用寿命等问题，本发明提供了一种飞机驾驶舱啸叫检测和抑制方法、装置、设备和系统，弥补了国内相关技术空白，保障了飞行安全，提高了设备使用寿命。

本发明通过下述技术方案实现：

一种飞机驾驶舱啸叫检测和抑制方法，包括：

采用峰均功率比、帧间峰值幅度保持度、峰值谐波功率比结合帧间幅度谱斜率偏差，对话音信号进行啸叫检测；

当检测到啸叫发生后，加载训练序列并利用所述训练序列对自适应滤波器进行训练；

利用训练好的自适应滤波器对话音信号进行滤波，啸叫成分被抑制掉。

本发明在啸叫检测环境，利用峰均功率比结合帧间峰值幅度保持度，以及峰值谐波功率比和帧间幅度谱斜率偏差对话音信号进行啸叫检测，提高了啸叫检测的准确性和可靠性；同时采用自适应滤波法进行啸叫抑制，降低了对频率估计精度的要求，保证了话音音质质量。

作为优选实施方式，本发明的对话音信号进行啸叫检测，具体包括：

对话音信号帧进行离散傅里叶变换并求模值的平方得到话音信号帧的能量谱；

根据能量谱计算每个频点的峰均功率比以及帧间峰值幅度保持度，其中，所述帧间峰值幅度保持度为峰均功率比连续超过预设阈值的帧数；

将所述帧间峰值幅度保持度与预设阈值作比较，筛选出疑似啸叫频点；

对所有小于N/2的疑似啸叫频点进行啸叫判定：计算疑似啸叫频点的峰值谐波功率比，如果峰值谐波功率比超过预设阈值，则计算该频点的帧间幅度谱斜率偏差，如果帧间幅度谱斜率偏差超过预设阈值，则将该疑似啸叫频点判定为啸叫频点；其中，N为话音信号帧的长度。