[發明專利]基于比例總體自適應方法的回聲消除器

在審

• 申請號: 202210135628.7
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114420147A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 倪錦根;邢祎煒
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208;H04M9/08
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務所(普通合伙) 32345
• 代理人: 唐學青

本發明公開一種基于比例總體自適應方法的回聲消除器，屬于聲學信號處理領域。該回聲消除器由最小化條件約束的總體均方誤差代價函數建立。通過引入比例矩陣，該回聲消除器利用系統的稀疏性來加快收斂。總體代價函數使得回聲消除器在輸入和輸出信號都被噪聲干擾的情況下，仍能獲得較低的穩態失調，因而具有較高的精度。本發明公開的回聲消除器可以應用于視頻會議、免提電話等通信系統中。

技術領域

本發明公開了一種基于比例總體自適應方法的回聲消除器，屬于聲學信號處理領域。

背景技術

在視頻會議、免提電話等通信系統中，為了降低回聲，提升通話效果，需要配備回聲消除器。回聲消除器通過估計回聲路徑的脈沖響應，來生成回聲的近似信號，然后通過將回聲信號和構建的回聲的近似信號相減，從而降低回聲。

回聲路徑的脈沖響應往往具有稀疏性，即脈沖響應的大部分元素接近零，少部分元素具有較大的值。傳統的基于最小均方和歸一化最小均方方法的回聲消除器易于實現，但是在輸入語音和回聲均受到噪聲干擾的情況下，收斂性能較差。針對這種情況，文獻中提出了基于總體自適應方法的回聲消除器，但這些回聲消除器沒有充分利用回聲路徑的稀疏特性，因此收斂速度較慢。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于比例總體自適應方法的回聲消除器(后面簡記為PTNLMS)。該回聲消除器在輸入輸出信號都有噪聲干擾的情況下具有更好的性能，而且收斂較快。

該回聲消除器更新權值向量包含如下步驟：

1)將含噪輸入信號向量與回聲消除器的權值向量w_n進行內積，生成自適應回聲消除器的輸出信號其中：由n時刻及其之前連續M-1個時刻的含噪輸入信號采樣值構成，w_n＝[w_n,0,w_n,1,...,w_n,M-1]^T為n時刻回聲消除器的M個抽頭系數構成的權值向量，上標T表示轉置運算；

2)根據計算誤差信號，其中：表示回聲消除器的含噪期望響應；

3)計算中間變量p(w_n,i)＝min(γ|w_n,i|,1)，其中參數γ為正常數，用于控制估計稀疏系統的強度；

4)由中間變量構建向量p(w_n)＝[p(w_n,0),p(w_n,1),...,p(w_n,M-1)]^T；

5)根據計算比例系數，其中：i為整數且滿足0≤i＜M，α為比例系數控制參數，取值范圍為-1≤α≤1，ε為避免分母為零的小正常數，||||₁表示向量的l₁范數。

6)根據比例系數構建比例矩陣G_n＝diag(g_n,0,g_n,1,...,g_n,M-1)，其中：diag表示將元素g_n,0,g_n,1,...,g_n,M-1作為對角元素構建對角元素；

7)根據表達式計算向量f_n，其中：是回聲消除器的增廣權值向量，是期望信號中包含的噪聲的方差，是回聲消除器的輸入信號中包含的噪聲的方差；

8)采用表達式更新權值向量w_n，其中：μ為取值為正的步長參數，δ為避免分母為零的小正常數。

有益效果

相對于現有技術方案，本申請提出的基于比例總體自適應方法的回聲消除器，既能降低噪聲對輸入語音信號的影響，又能充分利用回聲路徑脈沖響應的稀疏特性來加快收斂速度。

附圖說明