[發明專利]基于變步長LMS算法的聲音處理方法及系統

有效

• 申請號: 202010766086.4
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN112116914B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 潘帆;許芳芳;何培宇;夏秀渝
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;H03H21/00
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司 51254
• 代理人: 楊爭華

1.一種基于變步長LMS算法的聲音處理方法，其特征在于，包括步驟：

S1、迭代計算當前時刻的增益值g(n)，所述增益值g(n)的計算式為：

g(n)＝g(n-1)+u(n-1)*e(n-1)*P_x(n-1)；

其中，P_x(n-1)為前一時刻聲音輸入信號的功率值，u(n-1)為前一時刻的步長因子，e(n-1)為前一時刻的誤差值，g(n-1)為前一時刻增益值，n為當前時刻聲音輸入信號的序號，n為正整數，且n≥2；

S2、依據計算得到的增益值對當前時刻的聲音輸入信號x(n)進行增益處理，得到輸出信號y(n)：

y(n)＝g(n)*x(n)。

2.根據權利要求1所述的基于變步長LMS算法的聲音處理方法，其特征在于，還包括步驟：

S3、計算當前時刻聲音輸入信號的功率值P_x(n)、當前時刻的步長因子u(n)以及當前時刻的誤差值e(n)；

S4、迭代計算下一時刻的增益值g(n+1)，計算式為g(n+1)＝g(n)+u(n)*e(n)*P_x(n)；

S5、根據增益值g(n+1)對下一時刻的聲音輸入信號x(n+1)進行增益處理，得到下一時刻的聲音輸出信號y(n+1)，計算式為y(n+1)＝g(n+1)*x(n+1)。

3.根據權利要求2所述的基于變步長LMS算法的聲音處理方法，其特征在于，當前時刻聲音輸入信號的功率值P_x(n)的計算式為：

P_x(n)＝λP_x(n-1)+(1-λ)x²(n)，

其中，λ為平滑因子，λ取值范圍為0＜λ＜1，x²(n)為當前時刻聲音輸入信號x(n)的平方。

4.根據權利要求2所述的基于變步長LMS算法的聲音處理方法，其特征在于：當前時刻的步長因子u(n)計算式為：

其中，u₀為初始步長，∈可設置為很小的正數，或者，

以上式中，a(n-1)為前一時刻的梯度平方值，β的取值范圍為0＜β＜1，θ的取值范圍為0＜θ＜1。

5.根據權利要求4所述的基于變步長LMS算法的聲音處理方法，其特征在于，迭代增益之后計算的聲音輸出信號功率為P_y(n)，P_y(n)的計算式為：

P_y(n)＝g(n)*g(n)*P_x(n)。

6.根據權利要求4所述的基于變步長LMS算法的聲音處理方法，其特征在于，P_exp為期望值，當前時刻采樣點的誤差值為e(n)，e(n)的數值為功率期望值P_exp與計算出的輸出信號y(n)的功率值P_y(n)之間的差值，e(n)計算式為e(n)＝P_exp-P_y(n)，P_exp取值范圍為0＜P_exp＜1。