忙音是某一頻率單音和靜音交互出現的一種提示音，通常用于表示電話(huà)占線(xiàn)。在某些實(shí)際應用過(guò)程中，需要對這種忙音進(jìn)行檢測�，F階段這類(lèi)的信號音檢測大多是用專(zhuān)用芯片實(shí)現的，多數是在出廠(chǎng)前需要預先設定需要檢測的頻率值等參數。提出一種基于DSP 的軟件實(shí)現忙音檢測的方法，利用單音和靜音通過(guò)陷阱濾波器后的能量幅值不同來(lái)檢測單音，再根據單音和靜音所占的比例來(lái)檢測忙音。軟件實(shí)現不需要額外的芯片，可以集成于已有的DSP 軟件中，而且可以靈活配置檢測參數，同時(shí)檢測多種頻率忙音。

1 單音檢測的DSP 實(shí)現

1.1 單音檢測原理

單音信號檢測的方法是將輸入信號通過(guò)一個(gè)陷阱濾波器，然后通過(guò)比較輸出信號和原始信號的平均幅值來(lái)判斷是否單音信號，信號的幅值通過(guò)一個(gè)IIR低通濾波器計算，檢測原理框圖如圖1所示。

檢測過(guò)程是先將信號通過(guò)陷阱濾波器，陷阱濾波器的谷點(diǎn)頻率即為待檢測的頻率，然后通過(guò)一階IIR計算其長(cháng)時(shí)平均幅度，輸出與原始信號通過(guò)IIR計算出的長(cháng)時(shí)平均幅度相比較，如果經(jīng)陷阱濾波器后的信號幅度遠遠小于原始信號的幅度，則認為存在該頻率的單音信號。

檢測不同頻率單音信號的濾波器系數不同，通過(guò)比較經(jīng)過(guò)陷阱濾波器的輸出信號和原始信號的平均幅值來(lái)判斷是否存在單音信號。

1.2 單音檢測的DSP 實(shí)現方法

檢測芯片采用TI 的5510 系列芯片，處理能力達到200 MMIPS，單音信號經(jīng)過(guò)DSP 的串口進(jìn)入，處理框圖如圖2 所示，檢測過(guò)程是先將信號通過(guò)陷阱濾波器，然后計算其長(cháng)時(shí)平均幅度，輸出與不經(jīng)過(guò)陷阱濾波器的長(cháng)時(shí)平均幅度相比較，如果經(jīng)陷阱濾波器后的信號幅度遠遠小于原始信號的幅度，則認為存在該頻率的單音信號。

2 忙音檢測的DSP 實(shí)現

忙音是由某一頻率單音和靜音交互出現的一種聲音。電信標準中常用的忙音包含的單音信號為450 Hz 或500 Hz，單音和靜音持續時(shí)間相同，周期為500 ms 或700 ms 2 種。

周期為500 ms 的單音頻率為450 Hz 的忙音檢測是先通過(guò)一個(gè)450 Hz 的陷阱濾波器，然后比較輸出信號與原始信號的包絡(luò ). 程序實(shí)現時(shí)，10 ms 為一個(gè)檢測樣本。如圖3 所示，計算500 ms 內檢測到450 Hz 的個(gè)數，如果個(gè)數是50 的一半左右，則檢測到1 次周期為500 ms 頻率為450 Hz 的忙音，因為交換機送出的忙音都至少有5 個(gè)周期以上，為了提高檢測準確度，需要持續檢測5 次。如果5 次都檢測到，則認為檢測到持續時(shí)間至少為2. 5 s 的忙音。

檢測周期為500 ms 的單音頻率為500 Hz、周期為700 ms 的單音頻率為450 Hz、周期為700 ms 的單音頻率為500 Hz 的忙音的方法相同，在程序設計時(shí)可以將這4 種不同頻率和周期的忙音同步進(jìn)行。

3 忙音檢測實(shí)驗和性能分析

3. 1 忙音檢測實(shí)驗

如圖4 所示，電信交換機用戶(hù)口接二臺普通話(huà)機，計算機通過(guò)交換機維護口監控檢測寄存器。

( 1) 電話(huà)占線(xiàn)的忙音檢測實(shí)驗

話(huà)機B 摘機，然后用話(huà)機A 拔打話(huà)機B，通過(guò)計算機觀(guān)察檢測話(huà)機A 所在用戶(hù)口忙音檢測寄存器，發(fā)現寄存器有置位。話(huà)機A 摘機，用話(huà)機B拔打話(huà)機A，通過(guò)計算機觀(guān)察檢測話(huà)機B 所在用戶(hù)口忙音檢測寄存器，發(fā)現寄存器有置位。重復實(shí)驗，未發(fā)現漏檢情況發(fā)生。

( 2) 通話(huà)中的忙音檢測實(shí)驗

用話(huà)機A 拔打話(huà)機B，接通后然后話(huà)機A 掛機，通過(guò)計算機觀(guān)察檢測話(huà)機B 所在用戶(hù)口忙音檢測寄存器，發(fā)現寄存器有置位。用話(huà)機B 拔打話(huà)機A，接通后然后話(huà)機B 掛機，通過(guò)計算機觀(guān)察檢測話(huà)機A 所在用戶(hù)口忙音檢測寄存器，發(fā)現寄存器有置位。重復實(shí)驗，未發(fā)現漏檢情況發(fā)生。

3. 2 忙音檢測性能分析

( 1) 如何區分2 種忙音

一種忙音是一方拔打另一方電話(huà)，對方占線(xiàn)，交換機送給撥打方的提示音。另一種是在通話(huà)建立以后一方把掛斷交換機送給另一方的提示音。前一種忙音檢測是在通話(huà)未建立進(jìn)行的，后一種忙音檢測是在通話(huà)建立后進(jìn)行的，所以這2 種檢測不會(huì )出現相互影響的情況。

( 2) 忙音檢測的設定

忙音檢測對聲音采樣時(shí)并不知靜音何時(shí)開(kāi)始，單音何時(shí)開(kāi)始，所以可能從靜音或單音的中間開(kāi)始采樣，在檢測開(kāi)始時(shí)、單音和靜音轉換時(shí)、檢測結束時(shí)的都可能會(huì )出現一次檢測結果不準確。所以在一個(gè)周期內存在單音個(gè)數占50% 的判斷時(shí)需要留有一定的余量，可以根據要求設定一個(gè)范圍( 如45%～ 55%) 。

( 3) 忙音檢測的風(fēng)險

這種方法對忙音檢測是根據忙音中單音和靜音的持續時(shí)間相同的特性來(lái)檢測的，在一個(gè)周期內單音出現的次數來(lái)確定是否為忙音。當出現一個(gè)周期內單音出現的次數與忙音相同、頻率相同、周期為忙音周期的一半或者四分之一等的聲音時(shí)，也會(huì )被誤檢為忙音�，F階段關(guān)于提示音的標準中，不存在這樣的聲音，不會(huì )出現誤檢的情況，所以程序可以被實(shí)際應用。

4 結束語(yǔ)

基于DSP 的忙音檢測只需調節陷阱濾波器的參數和檢測周期就可以實(shí)現對不同頻率和周期的忙音進(jìn)行檢測。實(shí)現占用資源較少，程序移植方便，可以集成于具有其他功能的DSP 程序中。通過(guò)電話(huà)實(shí)驗，在預先設定一定檢測冗余的情況下，這種方法可以準確地檢測到不同類(lèi)型的忙音，從而實(shí)現自動(dòng)掛機和自動(dòng)重拔功能。同時(shí)基于DSP 的忙音檢測方法是基于檢測計數統計，在現行的郵電標準中，不存在能干擾檢測結果的提示音，可以應用于普通電信設備中。