[發明專利]一種基于時變參數的自適應回聲消除方法

有效

• 申請號: 201910618086.7
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110191245B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 趙海全;宋普查
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02;H04M9/08
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種基于時變參數的自適應回聲消除方法，其步驟如下：

A、遠端信號采樣

將當前時刻n到前K-1個時刻的遠端采樣信號x(n),x(n-1),...,x(n-K+1)，組成當前時刻n的輸入信號向量X(n)，X(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-K+1)]^T，上標T表示轉置，K為自適應濾波器的抽頭長度，其取值為512；

B、回聲信號估計

將當前時刻n的自適應濾波器輸入向量X(n)，通過自適應濾波器得到當前時刻n的輸出值y(n)，也即回聲的估計值y(n)，y(n)＝W^T(n)X(n)；其中，W(n)為當前時刻n的自適應濾波器的抽頭權向量，W(n)＝[w₁(n),w₂(n),...w_k(n)...,w_K(n)]^T，w_k(n)為n時刻第k個抽頭權系數，W(n)的初始值為零向量；

C、回聲信號消除

將近端麥克風拾取的當前時刻n的回聲的近端信號d(n)，與當前時刻n的輸出值y(n)相減后得到當前時刻n的殘差信號e(n)，e(n)＝d(n)-y(n)；再將殘差信號e(n)回送給遠端；

D、濾波器抽頭權向量更新

D1、M估計函數計算

將當前時刻n到前n-N_w個時刻的殘差信號平方值e²(n),e²(n-1),...,e²(n-N_w+1)構成當前時刻n估計窗內的殘差信號平方序列A_e(n)，

A_e(n)＝[e²(n),e²(n-1),...,e²(n-N_w+1)]

其中，N_w為估計窗的長度，其取值為5～15；

進而得出當前時刻n的殘差信號的平滑平方值

其中，C為常數、C＝1.483(1+5/(N_w-1))，λ為平滑因子、其取值范圍為0.9～0.999,med(·)表示取中間值的運算；的初始值為0；

由當前時刻n的殘差信號的平滑平方值得到當前時刻n的殘差信號的M估計閥值ξ(n)，

然后，由下式計算出濾波器當前時刻n的M估計函數值

D2、時變參數成比例控制因子計算

計算當前時刻n的M估計函數均方時變平滑值θ(n)，

得到當前時刻n的M估計函數強度γ(n)，

其中，為系統的噪聲功率，其值等于自適應濾波器處于靜態時的輸出值；θ(n)的初始值為0；

然后，計算當前時刻n的時變成比例控制因子的調整參數α(n)，

α(n)＝1-2×exp(-βγ²(n))

其中，β是噪聲抑制參數，其取值為0～1；

再計算得出當前時刻n第k個抽頭的時變成比例控制因子g_k(n)，

其中，ε為成比例限制參數，取值為0.001～0.01，作用是防止公式中的分母成為0；

再計算出，當前時刻n的成比例矩陣G(n)＝diag[g₁(n),g₂(n),...g_k(n)...,g_K(n)]，其中diag[·]表示構造對角矩陣；

D3、濾波器抽頭權向量更新

將當前時刻n到前P-1個時刻之間的自適應濾波器輸入向量X(n),X(n-1),...,X(n-P+1)構成當前時刻n的仿射投影輸入矩陣其中P為仿射投影階數，取值為2～8的整數；

將當前時刻n到前P-1個時刻的M估計函數值構成當前時刻n的M估計函數值向量

最后，得出下一時刻n+1的自適應濾波器的抽頭權向量W(n+1)：

其中，μ為自適應濾波器的步長參數，其取值范圍為0.001～2，δ為正則化因子，是防止矩陣求逆計算困難的常數，其取值為0.001～0.01；

E、重復

令n＝n+1，重復步驟A、B、C、D的操作，直至通話結束。