[发明专利]基于块稀疏成比例重用权系数仿射投影的回声消除方法

权利要求书

1.一种基于块稀疏成比例重用权系数仿射投影的回声消除方法，其步骤如下：

A、远端信号滤波

A1、将远端传来的远端信号采样得到当前时刻n的远端信号离散值x(n)，远端信号离散值x(n)在n到n-L+1时刻的值x(n),x(n-1),...,x(n-L+1)构成当前时刻n的滤波器输入向量X(n),X(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-L+1)]^T，其中L＝512是滤波器抽头数，T代表转置运算；

A2、将滤波器当前时刻n的输入向量X(n)通过自适应滤波器得到当前时刻n的滤波器输出值y(n)，y(n)＝X^T(n)w(n)；其中w(n)为自适应回声消除滤波器当前时刻n的抽头权系数向量，w(n)＝[w₁(n),w₂(n),...w_l(n),...,w_L(n)]^T，其长度为L,初始值为零向量，w_l(n)为抽头权系数向量w(n)中的第l个元素；

将n到n-M+1时刻的滤波器输出值y(n)进行平滑，得到当前时刻n的滤波器输出平滑值M为重用权向量的个数，其取值为2，4，6；

A3、将当前时刻n和前K-1个时刻的滤波器输入向量X(n),X(n-1),...,X(n-K+1)组合，得到滤波器仿射投影输入向量U(n),U(n)＝[X(n),X(n-1)...X(n-K+1)],其中K代表仿射投影阶数，K＝4,8,16；

B、回声抵消

将近端麦克风拾取到的当前时刻n的带回声的近端信号d(n)与当前时刻n的滤波器输出平滑值的差值，作为当前时刻n的残差信号并送回给远端；

C、滤波器抽头权向量更新

C1、残差向量的组成：将时刻n到时刻n-K+1的残差信号组成当前时刻n的残差向量

C2、欧几里德2，1范数的计算：将A2步的当前时刻n的抽头权系数向量w(n)均分成I＝L/P个分组，每组的抽头权系数个数为P，得到当前时刻n第i组抽头权系数向量w_[i](n),w_[i](n)＝[w_((i-1)P+1),w_((i-1)P+2),...w_((i-1)P+p),...,w_((i-1)P+P)]，进而得到当前时刻n第i组抽头权系数向量w_[i](n)的欧几里德2，1范数||w_[i](n)||₂，其中，p为第i组抽头权系数向量中的元素w_((i-1)P+p)的序号，p＝1,2,...,P；

C3、欧几里德范数的修定：求出各组抽头权系数向量w_[i](n)的欧几里德2，1范数||w_[i](n)||₂与抽头权系数设定阈值q间的最大值，将该最大值与设定加权系数ρ的积作为当前时刻n的范数下限值λ(n)，λ(n)＝ρmax{q,||w_[1](n)||₂,||w_[2](n)||₂,...,||w_[i](n)||,...,||w_[I](n)||₂}，其中，max表示取最大值运算，加权系数ρ的取值为0.01-0.05；

再由下式得出当前时刻n第i组抽头权系数向量w_[i](n)的欧几里德2，1范数修定值γ_i(n)，

γ_i(n)＝max{λ(n),||w_[i](n)||₂}，

C4、成比例矩阵的计算：

由下式算出当前时刻n第i组抽头权系数向量w_[i](n)的范数归一化值γ'_i(n)，

将当前时刻n各组抽头权系数向量w_[i](n)的范数归一化值由下式扩展组成抽头权系数向量w_[i](n)的范数归一化值矩阵Γ(n)，

Γ(n)＝[γ'₁(n)·1_P,γ'₂(n)·1_P,..γ'_i(n)·1_P.,γ'_I(n)·1_P]^T，式中，1_P表示长度为P的元素全为一的行向量，·表示向量的点乘；

再由当前时刻n的抽头权系数向量w_[i](n)的范数归一化值矩阵Γ(n)和当前时刻n的滤波器输入向量X(n)，算出当前时刻n的成比例矩阵G(n)，

G(n)＝[Γ(n)⊙X(n),G_-1(n)]

其中，⊙表示两个矩阵的各个元素相乘，G_-1(n)表示n-1时刻成比例矩阵的前K-1列，初始时为零矩阵；

C5、滤波器抽头权向量更新

计算下一时刻n+1的自适应回声消除滤波器的抽头权系数向量w(n+1)；

其中，μ为自适应滤波器的步长，其取值范围为0＜μ＜2，δ为防止矩阵求逆计算困难的常数，其取值为0.001～0.01，I_K为K×K的单位矩阵；

D、令n＝n+1,重复A、B、C的步骤,直至通话结束。