[发明专利]一种基于时变参数的自适应回声消除方法

权利要求书

1.一种基于时变参数的自适应回声消除方法，其步骤如下：

A、远端信号采样

将当前时刻n到前K-1个时刻的远端采样信号x(n),x(n-1),...,x(n-K+1)，组成当前时刻n的输入信号向量X(n)，X(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-K+1)]^T，上标T表示转置，K为自适应滤波器的抽头长度，其取值为512；

B、回声信号估计

将当前时刻n的自适应滤波器输入向量X(n)，通过自适应滤波器得到当前时刻n的输出值y(n)，也即回声的估计值y(n)，y(n)＝W^T(n)X(n)；其中，W(n)为当前时刻n的自适应滤波器的抽头权向量，W(n)＝[w₁(n),w₂(n),...w_k(n)...,w_K(n)]^T，w_k(n)为n时刻第k个抽头权系数，W(n)的初始值为零向量；

C、回声信号消除

将近端麦克风拾取的当前时刻n的回声的近端信号d(n)，与当前时刻n的输出值y(n)相减后得到当前时刻n的残差信号e(n)，e(n)＝d(n)-y(n)；再将残差信号e(n)回送给远端；

D、滤波器抽头权向量更新

D1、M估计函数计算

将当前时刻n到前n-N_w个时刻的残差信号平方值e²(n),e²(n-1),...,e²(n-N_w+1)构成当前时刻n估计窗内的残差信号平方序列A_e(n)，

A_e(n)＝[e²(n),e²(n-1),...,e²(n-N_w+1)]

其中，N_w为估计窗的长度，其取值为5～15；

进而得出当前时刻n的残差信号的平滑平方值

其中，C为常数、C＝1.483(1+5/(N_w-1))，λ为平滑因子、其取值范围为0.9～0.999,med(·)表示取中间值的运算；的初始值为0；

由当前时刻n的残差信号的平滑平方值得到当前时刻n的残差信号的M估计阀值ξ(n)，

然后，由下式计算出滤波器当前时刻n的M估计函数值

D2、时变参数成比例控制因子计算

计算当前时刻n的M估计函数均方时变平滑值θ(n)，

得到当前时刻n的M估计函数强度γ(n)，

其中，为系统的噪声功率，其值等于自适应滤波器处于静态时的输出值；θ(n)的初始值为0；

然后，计算当前时刻n的时变成比例控制因子的调整参数α(n)，

α(n)＝1-2×exp(-βγ²(n))

其中，β是噪声抑制参数，其取值为0～1；

再计算得出当前时刻n第k个抽头的时变成比例控制因子g_k(n)，

其中，ε为成比例限制参数，取值为0.001～0.01，作用是防止公式中的分母成为0；

再计算出，当前时刻n的成比例矩阵G(n)＝diag[g₁(n),g₂(n),...g_k(n)...,g_K(n)]，其中diag[·]表示构造对角矩阵；

D3、滤波器抽头权向量更新

将当前时刻n到前P-1个时刻之间的自适应滤波器输入向量X(n),X(n-1),...,X(n-P+1)构成当前时刻n的仿射投影输入矩阵其中P为仿射投影阶数，取值为2～8的整数；

将当前时刻n到前P-1个时刻的M估计函数值构成当前时刻n的M估计函数值向量

最后，得出下一时刻n+1的自适应滤波器的抽头权向量W(n+1)：

其中，μ为自适应滤波器的步长参数，其取值范围为0.001～2，δ为正则化因子，是防止矩阵求逆计算困难的常数，其取值为0.001～0.01；

E、重复

令n＝n+1，重复步骤A、B、C、D的操作，直至通话结束。