[发明专利]一种跟踪性能高的组合步长回声消除方法

说明书

一种跟踪性能高的组合步长回声消除方法，其步骤包括：A、采集远端输入信号u(n)和近端期望信号d(n)；B、将输入信号离散值u(n)输入自适应滤波器，得到输出信号y(n)；C、用d(n)减去y(n)进行回声消除，将误差信号e(n)传送给远端；D、计算自适应滤波器的误差向量；E、更新自适应滤波器的抽头权值w(n)；如当前时刻的误差信号的相对强度值大于设定的阈值，且前一时刻的误差信号的绝对强度值r(n‑1)＝log₁₀(e²(n‑1))小于设定的阈值，则将权值误差矩阵迹J(n)强制重置为一个大的初始值；F、更新权值误差矩阵迹J(n+1)；G、令n＝n+1，重复步骤A、B、C、D、E、F，直至通话结束。该方法在声学回声信道发生变化时，具有良好的跟踪性能。

技术领域

本发明属于通信中的回声消除技术领域。

背景技术

自适应信号处理作为信息技术的重要分支，在通信领域得到广泛的应用。而在通讯领域中，回声消除是一个颇具关注度和挑战性的热点。声音在封闭空间中经过多次反射会形成回声，由于传输介质中阻抗不匹配也会在信号传输中形成回声。通信回声可以通过系统辨识模型来消除：所辨识系统为声学回声信道，系统辨识的输出为回声信号的估计，通过含回声信号的语音信号与回声信号的估计相减便可实现回声的消除，这就是自适应回声消除器的原理。

在回声消除应用中，语音信号具有相关特性。在相关输入信号的情况下，传统的自适应滤波算法如最小均方算法(LMS)、归一化最小均方算法(NLMS)的性能都会出现明显的下降。为此，H.C.Shin提出了仿射投影算法(H.C.Shin,A.H.Sayed,Mean-squareperformance of a family of affine projection algorithms[J],IEEE Trans.SignalProcess.,2004,52(1),pp.90–102)，简称为APA。仿射投影算法是利用多个输入向量构成的输入矩阵进行权值更新，具备解相关信号的能力，从而加快了算法的收敛速度。但是，固定步长的APA算法会遭遇快收敛速度和低稳态失调的折中问题。为了解决这个矛盾，J.H.Choi提出了一种组合步长的方案(J.H.Choi,H.Cho,S.W.Kim,Combination of step sizes foraffine projection algorithm with variable mixing parameter,Electron.Lett.,2013,49(18),pp.1149–1150)，简称为CSSAPA-VMP。CSSAPA-VMP算法利用一个自适应的混合参数将大步长和小步长进行组合，以保证在初始阶段算法能够获得快收敛速度，而在稳态阶段获得低稳态失调。

跟踪能力是评价自适应滤波算法优劣的一个重要指标，对回声消除应用有着实际意义。但CSSAPA-VMP算法的混合参数主要取决于当前时刻和前几个时刻的输入信号构成的输入向量或回声信号的方差，而输入向量中当前时刻的输入信号占比较低，方差中当前时刻的回声信号占比同样较低；因此，信道突然发生变化时，它不具备跟踪能力，性能会变的很差，导致回声消除效果不理想。

发明内容

本发明的目的就是提供一种跟踪性能高的组合步长回声消除方法，该方法具有良好的跟踪性能，当声学回声信道发生变化时，依然能够获得快收敛速度和低稳态失调。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种跟踪性能高的组合步长回声消除方法，其步骤如下：

A、信号采集

将远端传来的远端信号采样得到当前时刻n的输入信号离散值u(n)，对近端信号采样得到带有回声的当前时刻n的期望信号离散值d(n)；

B、回声信号估计