[發明專利]基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法及系統

有效

• 申請號: 202110048056.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN113194385B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 肖景;錢兵;葉偉;王亮
• 申請（專利權）人: 四川湖山電器股份有限公司
• 主分類號: H04R3/02
• 分類號: H04R3/02;H04R3/04;G10L21/0224;G10L21/0232
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S1，獲取麥克風拾音信號d(n)和揚聲器輸出延時信號x(n)；

步驟S2，對信號d(n)依次進行預加重處理、子帶濾波處理和FFT轉換之后得到頻域D(f，k)；對信號x(n)依次進行預加重處理、子帶濾波處理和FFT轉換之后得到頻域信號X(f,k)；其中，k＝0,1,2,…,N/2-1，N表示FFT的點數；

步驟S3，采用頻域濾波器對頻域信號D(f，k)和X(f,k)進行頻域濾波處理，得到頻域差值信號E(f,k)；

步驟S4，基于信號E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)對頻域濾波器系數進行更新；

步驟S5，頻域差值信號E(f,k)經IFFT轉換到時域后，依次經子帶合成濾波處理和信號去加重處理得到時域信號e(n)；

步驟S6，時域信號e(n)經移頻處理之后得到揚聲器輸出信號y(n)；

所述步驟S4對頻域濾波器系數進行更新的具體過程包括：

步驟S41，分別計算得到信號E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)的均值和

步驟S42，通過下式迭代更新參數λ(f，k)：

λ(f，k)＝beta(f，k)*λ(f，k-1)

式中，beta(f，k)表示迭代系數；λ(f，k)的初始值為1；

所述步驟S42中beta(f，k)通過下式計算得到：

其中，

步驟S43，基于步驟S42得到的參數λ(f，j)計算得到最新步長α(f，k)；

步驟S44，通過得到的最新步長α(f，k)對頻域濾波器系數進行更新。

2.根據權利要求1所述的基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法，其特征在于，所述步驟S41通過下式計算頻域信號的均值：

其中，alpha為平滑系數。

3.根據權利要求1所述的基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法，其特征在于，所述步驟S43通過下式得到最新步長α(f，k)：

4.根據權利要求1所述的基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法，其特征在于，所述S44通過下式進行濾波器系數更新：

G(f,k)＝diag[g₀(f,k),g₁(f,k),...,g_m-1(f,k)]

其中，g_m(f，k)為第m個子帶系數；L為子帶長度；M為子帶個數；β和ε均為常數；H(f，k)采用更新后的系數估算值；H_m(f，k)為第m個子帶更新后的系數估算值；G(f，k)為全頻帶系數；為更新前的系數估算值，為更新后的系數估算值。

5.根據權利要求1-4任一項所述的基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法，其特征在于，所述揚聲器輸出延時信號x(n)是輸出信號y(n)經過一幀數據的延時得到。

6.根據權利要求1-4任一項所述的基于步長控制的子帶自適應反饋消除方法，其特征在于，所述步驟S2中的預加重傳遞函數為：

H(z)＝1-az^-1

式中，a為預加重系數。

7.基于步長控制的子帶自適應反饋消除系統，其特征在于，該系統包括信號采集模塊、信號預加重處理模塊、信號子帶濾波模塊、FFT模塊、頻域濾波模塊、更新模塊、IFFT模塊、子帶合成濾波模塊、信號去加重模塊和移頻模塊；

所述信號采集模塊用于獲取麥克風拾音信號d(n)和揚聲器輸出延時信號x(n)；

所述信號d(n)依次通過所述信號預加重處理模塊、所述信號子帶濾波模塊和FFT模塊進行預加重處理、子帶濾波處理和FFT轉換之后得到頻域D(f，k)；所述信號x(n)依次通過所述信號預加重處理模塊、所述信號子帶濾波模塊和FFT模塊進行預加重處理、子帶濾波處理和FFT轉換之后得到頻域信號X(f,k)；其中，k＝0,1,2,…,N/2-1，N表示FFT的點數；

所述頻域濾波模塊采用頻域濾波器對頻域信號D(f，k)和X(f,k)進行頻域濾波處理，得到頻域差值信號E(f,k)；

所述更新模塊基于信號E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)對所述頻域濾波器系數進行更新；對頻域濾波器系數進行更新的具體過程包括：

分別計算得到信號E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)的均值和

通過下式迭代更新參數λ(f，k)：

λ(f，k)＝beta(f，k)*λ(f，k-1)

式中，beta(f，k)表示迭代系數；λ(f，k)的初始值為1；

所述beta(f，k)通過下式計算得到：

其中，

基于得到的參數λ(f，k)計算得到最新步長α(f，k)；

通過得到的最新步長α(f，k)對頻域濾波器系數進行更新；

所述IFFT模塊將頻域差值信號E(f,k)轉換到時域信號，所述IFFT模塊輸出的時域信號依次經所述子帶合成濾波模塊和所述信號去加重模塊處理得到時域信號e(n)；

所述移頻模塊用于對時域信號e(n)進行移頻處理之后得到輸出信號y(n)，所述輸出信號y(n)經功放通過揚聲器播放輸出。