[发明专利]一种跟踪性能高的组合步长回声消除方法

摘要

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。

主权项

1.一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、回声信号估计将输入信号离散值u(n)在n到n‑L+1时刻的值u(n),u(n‑1)...,u(n‑L+1)，构成当前时刻n的自适应滤波器输入向量U(n)，U(n)＝[u(n),u(n‑1)...,u(n‑L+1)]T，其中，L表示自适应滤波器的长度，L＝512或1024，上标T代表转置；将输入信号离散值u(n)输入自适应滤波器，得到当前时刻n的自适应滤波器的输出信号y(n)，y(n)＝WT(n)U(n)；其中，W(n)为当前时刻n自适应滤波器的权值向量，其长度等于L，初始值为零向量；C、回声消除将步骤A中得到的当前时刻n的期望信号离散值d(n)，减去当前时刻n的自适应滤波器的输出信号y(n)，得到当前时刻n的误差信号e(n)，即e(n)＝d(n)‑y(n)；并将当前时刻n的误差信号e(n)，作为消除回声后的纯净信号传送给远端；D、自适应滤波器误差向量计算D1、用当前时刻n到时刻n‑P+1的自适应滤波器输入向量U(n),U(n‑1),...,U(n‑P+1)，构成自适应滤波器在当前时刻n的输入矩阵其中，P为仿射投影阶数，其取值范围为2～6；D2、用当前时刻n到时刻n‑P+1的期望信号d(n),d(n‑1),...,d(n‑P+1)，构成当前时刻n的期望信号向量D(n)，D(n)＝[d(n),d(n‑1),...,d(n‑P+1)]T；D3、将当前时刻n的期望信号向量D(n)减去当前时刻n的输入矩阵的转置与自适应滤波器的权值向量W(n)的乘积，得到当前时刻n的自适应滤波器的误差向量E(n)，E、自适应滤波器抽头权值更新E1、计算当前时刻n的权值误差向量V(n)，V(n)＝Wo‑W(n)，其中，Wo为自适应滤波器的权值向量的期望值，也即待估计的回声信道；再计算当前时刻n的权值误差矩阵Q(n)，Q(n)＝V(n)V(n)T；E2、混合参数的计算计算当前时刻n的权值误差矩阵迹J(n)，J(n)＝Tr(Q(n))，其中，Tr(·)表示求矩阵的迹利用步骤B中的滤波器长度L，步骤D1中的输入矩阵和仿射投影阶数P，计算当前时刻n的混合参数λ(n)：其中，μ₂是小步长，μ₁是大步长，两者取值范围均是0.0001～0.5，是回声信号的方差，取值范围为0.001～0.1；E3、复位机制的触发计算当前时刻n的信号误差的相对强度同时计算前一时刻n‑1的信号误差绝对强度r(n‑1)＝log₁₀(e²(n‑1))；如果R(n)≤t1或者R(n)＞t1且r(n‑1)≥t2，则判定当前时刻回声信道没有发生突变，进行E4步操作；其中，t1表示信号误差的相对强度的阈值，取值范围是1～3，t2表示信号误差绝对强度的阈值，取值范围是‑3～‑1，q0表示复位初始值，取值范围是1～10；如果R(n)＞t1同时r(n‑1)＜t2，则判定当前时刻回声信道发生突变，对权值误差矩阵迹进行复位，即令J(n)＝q0；E4、滤波器抽头权值的更新利用步骤D1中的输入矩阵步骤D3中的误差向量E(n)以及步骤E2中的混合参数λ(n)，得到下一时刻(n+1)的滤波器抽头权系数W(n+1)：其中，(·)‑1表示求逆矩阵；F、权值误差矩阵迹的更新利用步骤B中的滤波器长度L，步骤D1中的输入矩阵和仿射投影阶数P，步骤E2中的混合参数λ(n)和权值误差矩阵Q(n)，得到下一时刻(n+1)的权值误差矩阵迹J(n+1)：G、重复令n＝n+1，重复步骤A、B、C、D、E、F，直至通话结束。