[發明專利]一種基于最大熵的變步長符號子帶回聲消除方法

有效

• 申請號: 201710550699.2
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107527622B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 趙海全;劉倩倩
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208;G10L21/0264;H04M9/08
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

一種基于熵吸引的最大熵子帶回聲消除方法，其步驟是：A、信號的采樣與處理；B、信號的抽取，將U_i(n)經抽取器進行I抽取，得到抽取后的輸入信號U_i(k)；C、濾波器的輸出，將遠端輸入子帶抽取向量U_i(k)通過自適應回聲消除濾波器中的子帶濾波器得到輸出子帶信號y_i(k)；D、回聲抵消，將近端子帶抽取信號d_i(k)與輸出子帶信號y_i(k)相減得到誤差信號e_i(k)，E、權系數向量的更新：E1、計算抽取時刻k的子帶最大熵因子r(e_i(k))；E2、計算抽取時刻k的子帶平滑步長因子g_i(k)；E3、計算抽取時刻k的步長參數μ_i(k)；E4、利用抽取時刻k的步長參數μ_i(k)更新權系數向量；F、令n＝n+1，重復A、B、C、D的步驟,直至通話結束。該方法對收斂速度快、穩態誤差低，回聲消除效果明顯。

技術領域

本發明屬于語音通信的自適應回聲消除技術領域。

背景技術

目前，回聲消除器就是通過核心部件—自適應濾波器來估計回聲，并在近端信號中減去回聲的估計值以達到回聲消除的效果。自適應回聲消除技術因其成本低、效果好，得到一致認可，也是目前國際上公認的最有前景的回聲消除技術之一。

從回聲消除的基本原理看，利用聲學回聲消除器來實現回聲消除，其中最核心的部分就是自適應濾波器。自適應系統中最常用的最小均方(LMS)算法往往在回聲消除應用中不能獲得較好的效果。為此，為了解決這一難點歸一化子帶自適應濾波器方法被提出，該種方法將輸入信號經過分析濾波器按頻率分割為多個子帶信號，由于輸入信號的頻率與回聲的相關度高，對不同的子帶信號自適應的進行不同的回聲消除，再進行歸一化處理，能從整體上降低回聲消除的難度，從而可以獲得較好的收斂速度。在目前的自適應回聲消除應用中，較成熟的子帶回聲消除方法為歸一化子帶類的自適應濾波算法，如有文獻1“Novelsign subband adaptive filter algorithms with individual weighting factors”(Yu,Y.,&Zhao,H.,Signal Process(2016))的(IWF‐SSAF)方法，該方法應用了符號算法可以很好的抗沖激干擾，然而，由于使用固定步長，該算法不能很好的解決低穩態誤差和快速收斂之前的矛盾。

發明內容

本發明的目的就是提出一種基于最大熵的變步長符號子帶回聲消除方法，采用該方法進行回聲消除，具有較好的收斂速度和更低的穩態誤差。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，一種基于最大熵的變步長符號子帶回聲消除方法，其步驟如下：

A、信號的采樣與處理

將當前時刻n到時刻n-L+1之間的采樣遠端信號u(n),u(n-1),...,u(n-L+1),構成當前時刻n分析濾波器一的輸入向量U(n)，U(n)＝[u(n),u(n-1),...,u(n-L+1)]^T；L＝512是濾波器抽頭數，上標T表示轉置運算；

分析濾波器一將輸入向量U(n)按頻帶分割成I個遠端子帶向量U_i(n)，U_i(n)＝[u_i(n),u_i(n-1),...,u_i(n-L+1)]^T；

同時，分析濾波器二將近端麥克風拾取到的當前時刻n的帶回聲的近端信號d(n)按頻帶分割分割成I個近端子帶信號d_i(n)；

其中，i為遠端子帶向量或近端子帶信號的序號，i＝1,2,...,I，I為遠端子帶向量和近端子帶信號的總個數,其取值為2、4、6、8；

B、信號抽取