[发明专利]一种基于非线性滤波的声学回声消除方法

说明书

本发明公开了一种基于非线性滤波的声学回声消除方法，步骤如下：步骤1：信号采集和自适应Hammerstein滤波器模型构建；步骤2：计算目标函数的解；步骤3：设置自适应Hammerstein滤波器参数初始值；步骤4：更新参数；步骤5：回声信号消除；步骤6：迭代直至通话结束。本发明考虑了不同的回声环境，使用自适应算法来估计系统的参数，收敛速度较快，可以在不同回声环境下较快的调节滤波器参数，使滤波器能够快速获得较佳的滤波效果，适应实时性要求较高的环境；本发明使用欧几里得(Euclidean)投影来更新自适应滤波器参数，能够有效的消除通信系统中的回声，具有较好的回声消除效果。

技术领域

本发明涉及自适应回声消除领域，具体说是一种基于非线性滤波的声学回声消除方法。

背景技术

近年来，随着通信设备的广泛应用，用户在通话时偶尔能够听到自己的声音，这种现象便是回声，回声的存在严重影响用户的通话质量，可能导致通话无法继续，因此必须通过有效的方法来进行声学回声消除，提高通话质量。自适应回声消除是目前使用最广泛的回声消除方法，通过自适应滤波算法来调整滤波器的系数，估计一个近似的回声信号模拟实际回声信号，然后从采集的混合信号中减去通过滤波器模拟的回声信号，从而达到回声消除的目的。传统的回声消除方法要么将回声路径近似为线性环境，导致复杂环境下回声消除效果不佳，要么滤波器系数收敛较慢，无法应对回声环境变化较快的情况。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于非线性滤波的声学回声消除方法。

一种基于非线性滤波的声学回声消除方法，步骤如下：

步骤1：信号采集和自适应Hammerstein滤波器模型构建；

步骤2：计算目标函数的解；

步骤3：设置自适应Hammerstein滤波器参数初始值。

步骤4：更新参数；

步骤5：回声信号消除；

步骤6：迭代直至通话结束。

进一步的，步骤1具体如下：

远端信号通过采样得到当前采样时刻n的远端信号采样值远端信号在扬声器上广播，通过扬声器-麦克风系统LEMS产生麦克风信号d(n)，麦克风信号d(n)由回声信号y(n)和其他近端信号v(n)组成，其中v(n)表示对讲情况下的近端语音，使用Hammerstein模型来对LEMS进行建模，远端采样信号x(n)作为自适应Hammerstein滤波器的输入，通过滤波器得到当前时刻n的回声信号估计值。

自适应Hammerstein滤波器模型由无记忆多项式和有限冲击响应两个子系统组成，无记忆多项式子系统输入和输出s(n)关系为：

式中为采样时刻n的远端信号采样值组成的列向量，且均为维数为L_a的列向量，上标T表示转置。

有限冲击响应子系统的输入s(n)与输出y(n)的关系为：

式中：X(n-1)＝[x(n-1),···,x(n-L_b)]，h(n)＝vec([x(n),X(n-1)])，其中为一个维数为L_b的列向量，X(n-1)是一个维数为L_a×L_b的矩阵，vec(A)表示将一个m×n的矩阵A的各列按序进行拉直运算，组成一个m×n维列向量。

进一步的，步骤2具体如下：