[發(fā)明專利]抗輸入噪聲的最小誤差熵自適應(yīng)回聲消除方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010571040.7 | 申請日： | 2020-06-22 |
| 公開（公告）號： | CN111739548B | 公開（公告）日： | 2022-03-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙海全;陳澤軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 西南交通大學(xué) |
| 主分類號： | G10L21/0208 | 分類號： | G10L21/0208;G10L21/0216 |
| 代理公司： | 成都博通專利事務(wù)所 51208 | 代理人： | 陳樹明 |
| 地址： | 610031 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 輸入 噪聲 最小 誤差 自適應(yīng) 回聲 消除 方法 | ||
1.一種抗輸入噪聲的自適應(yīng)回聲消除方法，其步驟如下：
A、回聲消除
A1、遠(yuǎn)端信號采集
對遠(yuǎn)端的主麥克風(fēng)傳來的輸入信號進行采樣，獲得當(dāng)前時刻n的輸入信號離散值u(n)，將當(dāng)前時刻n到前M-1個時刻的輸入信號離散值u(n)、u(n-1),...,u(n-M+1)，組成自適應(yīng)濾波器的當(dāng)前時刻n的輸入信號向量U(n)；U(n)＝[u(n),u(n-1),...,u(n-M+1)]T，其中T代表轉(zhuǎn)置運算，M＝64、128、256，代表濾波器的抽頭數(shù)；
對遠(yuǎn)端的噪聲麥克風(fēng)傳來的輸入噪聲進行采樣，到當(dāng)前時刻n的輸入噪聲離散值z(n)，將當(dāng)前時刻n到前M-1個時刻的噪聲信號離散值z(n),z(n-1),...,z(n-M+1)，組成當(dāng)前時刻n的輸入噪聲向量Z(n)，Z(n)＝[z(n),z(n-1),...,z(n-M+1)]T；
A2、回聲信號估計
將當(dāng)前時刻n的輸入信號向量U(n)通過自適應(yīng)濾波器，得到自適應(yīng)濾波器當(dāng)前時刻n的輸出信號向量，即當(dāng)前時刻n的回聲信號估計值Y(n)，
Y(n)＝UT(n)W(n)
其中，W(n)為自適應(yīng)濾波器的當(dāng)前時刻n的抽頭權(quán)向量，W(n)＝[w1(n),w2(n),...,wm(n),...,wM(n)]T；wm(n)為自適應(yīng)濾波器的當(dāng)前時刻n的第m個抽頭權(quán)系數(shù)，W(n)的初始值為零向量；Y(n)＝[y(n),y(n-1),...,y(n-M+1)]T，y(n)為當(dāng)前時刻n的回聲信號估計離散值；
A3、回聲消除
對近端麥克風(fēng)采樣，得到帶回聲的當(dāng)前時刻n的近端信號向量D(n)，D(n)＝[d(n),d(n-1),...,d(n-M+1)]T，d(n)為當(dāng)前時刻n的近端信號離散值；將近端信號向量D(n)減去當(dāng)前時刻n的回聲信號估計值Y(n)，得到當(dāng)前時刻n的誤差信號向量E(n)，E(n)＝D(n)-Y(n)＝[e(n),e(n-1),...,e(n-M+1)]T，e(n)為當(dāng)前時刻n的誤差信號離散值；再將當(dāng)前時刻n的誤差信號向量E(n)送回給遠(yuǎn)端；
B、抽頭權(quán)向量更新
B1、誤差信號概率密度的估計
將當(dāng)前時刻n及其前L-1個時刻，構(gòu)成當(dāng)前時刻n的時間窗；
估計出當(dāng)前時刻n的時間窗內(nèi)的時刻i與時刻j間的誤差信號概率密度p(i，j)，
其中，i，j為當(dāng)前時刻n的時間窗內(nèi)的任一時刻，i∈[n-L+1，n],j∈[n-L+1，n]；σ為當(dāng)前時刻n的時間窗內(nèi)誤差信號的標(biāo)準(zhǔn)方差，其取值范圍為σ＞1.0；exp(·)表示自然指數(shù)運算；L為時間窗的寬度，其取值范圍為4～M；
進而得到當(dāng)前時刻n的時間窗的誤差信號概率密度均值
B2、計算誤差熵
由當(dāng)前時刻n的時間窗的誤差信號概率密度均值P(n)，對當(dāng)前時刻n的時間窗的抽頭權(quán)向量W(n)求微分，得到當(dāng)前時刻n的時間窗的誤差熵V(n),
B3、輸入噪聲的補償
由下式得到當(dāng)前時刻n的時間窗內(nèi)i時刻與j時刻間的輸入噪聲補償向量
其中，δ表示輸入噪聲Z(n)的標(biāo)準(zhǔn)差，W(i)、W(j)分別為時刻i和時刻j的抽頭權(quán)向量，Z(i)、Z(j)分別為時刻i和時刻j的輸入噪聲；
B4、輸入偏差補償
由當(dāng)前時刻n的時間窗內(nèi)時刻i與時刻j間的輸入噪聲補償向量得到當(dāng)前時刻n的時間窗內(nèi)的偏差補償值B(n)，
B5、濾波器抽頭權(quán)向量的更新
由下式更新得到下一時刻n+1的濾波器抽頭權(quán)向量W(n+1)：
W(n+1)＝W(n)+μV(n)+μB(n)
其中，μ表示濾波器的步長，其取值范圍為0.001～0.1；
C、重復(fù)
令n＝n+1，重復(fù)A、B的過程，直至通話結(jié)束。
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