[发明专利]基于系数差的成比例仿射投影回声消除方法

摘要

一种基于系数差的成比例仿射投影回声消除方法，其步骤包括：A、远端信号采样；B、回声信号估计；C、回声信号消除；D、滤波器抽头权系数更新；E、令n＝n+1，重复步骤B、C、D，即可实现实时的回声消除；其中D步的抽头权系数更新时，当前时刻的自适应滤波器的第i个抽头权系数w_i(n)的步长g_i(n)，g_i(n)＝max{ρ,|w_i(n)-w_i(kM)|}，即在时间为M的时间段内，当前时刻的自适应滤波器抽头权系数的步长等于当前时刻n的任一抽头权系数与该时间段初始时刻kM的该抽头权系数的差值；权系数更新时采用多个时刻的输入信号向量构成的输入信号矩阵的仿射投影方法。该方法对回声消除效果好，环境自适应能力强，收敛速度快，稳态误差小，同时计算复杂度低，所需硬件成本低，结构简单，容易实施。

主权项

一种基于系数差的成比例仿射投影回声消除方法，其步骤如下：A、远端信号采样通过对远端信号进行采样获得当前时刻n的输入信号x(n)，将最近的L个输入信号x(n),x(n‑1),...,x(n‑L+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‑L+1)]^T；上标T表示向量转置，L为自适应滤波器抽头长度，L＝64、128、256、512；B、回声信号估计将当前时刻n的输入信号向量X(n)通过自适应滤波器得到回声信号的估计值即$\hat{y}\left(n\right)=W^T\left(n\right)X\left(n\right)$其中，W(n)＝[w₁(n),w₂(n),K,w_i(n),Kw_L(n)]^T为当前时刻的自适应滤波器抽头权系数向量，其初始值为零，w_i(n)为当前时刻的自适应滤波器的第i个抽头权系数；C、回声信号消除对近端信号采样得到带回声的当前时刻的近端信号d(n)，将其减去步骤B获得的回声信号的估计值得到消除回声的当前时刻的有用信号e(n)，$e\left(n\right)=d\left(n\right)-\hat{y}\left(n\right);$D、滤波器抽头权系数更新将最近P个时刻的输入信号向量X(n),X(n‑1),...,X(n‑P+1)组成输入信号矩阵U(n)，U(n)＝[X(n),X(n‑1),...,X(n‑P+1)]；其中，P为仿射投影阶数，P＝2～8；将最近P个时刻的有用信号e(n),e(n‑1),K,e(n‑P+1)构成当前时刻的有用信号向量E(n)，E(n)＝[e(n),e(n‑1),K,e(n‑P+1)]^T；计算出当前时刻的自适应滤波器的第i个抽头权系数w_i(n)的步长g_i(n)，g_i(n)＝max{ρ,|w_i(n)‑w_i(kM)|}；其中，max{}表示取最大值，|·|表示取绝对值，ρ为一个大于零的常数，其取值范围为0.001～0.1；w_i(kM)为kM时刻的自适应滤波器的第i个抽头权系数，M为一常数，其取值范围为100～300，表示向下取整数；将当前时刻的自适应滤波器的所有抽头权系数w_i(n)的步长g_i(n)构成对角化的步长矩阵G(n)，G(n)＝diag{g₁(n),g₂(n),...,g_i(n)...,g_L(n)}；其中，diag{}表示形成对角化矩阵；最后，按下式得出下一时刻的自适应滤波器抽头权系数向量W(n+1)，W(n+1)＝W(n)+μG(n)U(n)[U^T(n)G(n)U(n)+δI_P]^‑1E(n)其中，μ为自适应滤波器的全局步长参数，其取值范围为0<μ<2，δ为防止矩阵求逆计算困难的正常数，其取值通常为0.01，I_P为P×P的单位矩阵；E、令n＝n+1，重复步骤B、C、D，即可实现实时的回声消除。