[發明專利]一種基于最小三次方絕對值的自適應偏差補償回聲消除方法

有效

• 申請號: 201811098785.5
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109697986B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 蘆璐;楊曉敏;吳煒;劉凱
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G10L21/0216
• 分類號: G10L21/0216
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 鄒敏菲

本發明屬于自適應回聲消除技術領域，公開了一種基于最小三次方絕對值的自適應偏差補償回聲消除方法，所述方法步驟如下：先對當前信號進行采樣，處理采樣信號后得到當前時刻n的噪聲向量η(n)、殘差信號e(n)；根據噪聲向量η(n)、殘差信號e(n)，以及當前時刻n的濾波器抽頭權系數向量w(n)，得到當前時刻n的偏差補償向量ρ(n)；判斷通話是否結束，若否，根據當前時刻n的偏差補償向量ρ(n)得到下一時刻n+1的濾波器抽頭權系數向量w(n+1)，令n＝n+1，上述重復步驟；否則，停止重復。通過本發明，能夠在實現快速收斂和低穩態失調的基礎上，消除遠端信號中的混雜噪聲，本方法克服了傳統回聲消除方法在回聲消除時存在較大偏差的情況，使得回聲消除效果更好。

技術領域

本發明屬于自適應回聲消除技術領域，尤其涉及一種基于最小三次方絕對值的自適應偏 差補償回聲消除方法。

背景技術

在用戶使用通信設備的免提功能或者召開多人網絡音頻會議時，經常會出現聲學回聲現 象，即通話者能聽到自己聲音。聲學回聲產生過程是麥克風和揚聲器之間的空間距離使來 自揚聲器的部分聲音經過多重反射后進入麥克風，這部分聲音被近端麥克風拾取，然后傳 送到遠端信號輸出端，因而通話者聽到了自己的聲音。這會影響通話質量和用戶體驗，更 嚴重的還會形成震蕩，產生嘯叫，嚴重降低通話語音質量。因此，必須采取有效的措施來 抑制聲學回聲現象，提高語音通話質量。

自適應回聲消除技術不僅是自適應信號處理最活躍的研究領域之一，也是當前國際上回 聲消除的主流技術。自適應回聲消除技術的基本原理是遠端信號經過未知回聲路徑后產生 一個回聲估計值，然后，將回聲估計值從話筒的輸入信號中減去，從而達到回聲消除效果。

自適應回聲消除技術中核心部分就是自適應回聲消除算法，而自適應回聲消除算法中的 自適應濾波算法需要在每次迭代時調整自身權系數，使濾波器系數最終準確逼近回聲信道 的脈沖響應，這樣也準確的對回聲信道進行了建模。最后將回聲估計值從話筒的輸入信號 中減去,從而達到消除回聲的目的。

如何使得自適應濾波算法快速、準確的估計出回聲信道值，是回聲消除領域研究的重點。 目前，回聲消除領域較為成熟的方法有以下兩種：

(1)基于最小均方(LMS)算法的回聲消除方法

參考文獻1“Fundamentals of adaptive filtering”(A.H.Sayed.Wiley IEEEPress；2003)。

該方法是回聲消除中使用最多的經典自適應濾波算法。該方法具有極低的計算復雜度， 具有一定的魯棒性。但該算法僅考慮信號的二階矩，忽略了實際信號中高階矩的信息，使 得該方法收斂速度較慢，穩態誤差偏高。

(2)基于最小均三次方絕對值算法(LMAT)算法的回聲消除方法

參考文獻2“Performance of least mean absolute third(LMAT)adaptivealgorithm in various noise environments,”(Y.H.Lee,J.D.Mok,S.D.Kim andS.H.Cho,Electronics Letters,vol.34, no.3,p.241–243,1998)。

為了提高LMS算法的收斂速度,學者們提出了集元仿射投影(LMAT)算法。該方法考慮了信號高階矩情況，有效提升了算法性能。然而，當遠端采樣信號中混雜著噪聲時，這 個混雜的噪聲會使得傳統的LMAT算法在回聲消除時存在偏差，難以達到令人滿意的回聲 消除效果。

發明內容

本發明的目的在于：通過一種基于最小三次方絕對值的自適應偏差補償回聲消除方法， 能夠在實現快速收斂和低穩態失調的基礎上，消除遠端信號中的混雜噪聲，本方法克服了 傳統回聲消除方法在回聲消除時存在較大偏差的情況，使得回聲消除效果更好。

本發明采用的技術方案如下：