[发明专利]一种基于权向量重用的零范数集员仿射投影自适应回声消除方法

摘要

一种基于权向量重用的零范数集员仿射投影自适应回声消除方法，其步骤如下：A、远端信号采样；B、回声估计，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)＝X^T(n)w(n)；C、回声抵消，将近端麦克风拾取的当前时刻n的带回声的近端信号d(n)，与自适应滤波器的当前时刻n的输出值y(n)相减后得到残差信号e(n)，e(n)＝d(n)‑y(n)，再回送给远端；D、滤波器抽头权向量更新，使用基于权向量重用的零范数集员仿射投影的方法，得出下一时刻n+1的自适应滤波器的抽头权向量w(n+1)，E、令n＝n+1,重复B、C、D的步骤,直至通话结束。该方法对通信系统的声学回声的消除效果好，收敛速度快，稳态误差小。

主权项

1.一种基于权向量重用的零范数集员仿射投影自适应回声消除方法，其步骤如下：A、远端信号采样将远端传来的远端信号在当前时刻n及之前L‑1个时刻采样得到的远端信号x(n)，x(n‑1),...,x(n‑L+1)构成当前时刻n的输入向量X(n)，X(n)＝[x(n)，x(n‑1),...,x(n‑L+1)]^T，其中L＝512是滤波器抽头数，T代表转置运算；B、回声估计将当前时刻n的输入向量X(n)通过自适应滤波器得到当前时刻n的输出值y(n)，y(n)＝X^T(n)w(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_l(n)...,w_L(n)]^T，w(n)的初始值为零向量；w_l(n)为抽头权向量w(n)中的第l个抽头权系数；C、回声抵消将近端麦克风拾取的带回声的当前时刻n的近端信号d(n)，与自适应滤波器的当前时刻n的输出值y(n)相减得到当前时刻n的残差信号e(n)，e(n)＝d(n)‑y(n)；再将当前时刻n的残差信号e(n)回送给远端；D、滤波器抽头权向量更新D1、计算相干权向量由下式计算相干权向量其中，m为权向量相干时刻数，M为权向量最大相干时刻数，其取值范围为2～5；D2、计算输入加权矩阵将当前时刻n及之前P‑1个时刻的输入向量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U(n)，U(n)＝[X(n),X(n‑1),...,X(n‑P+1)]；其中，P为仿射投影阶数，其取值范围为2～8；由下式计算输入加权矩阵Φ(n)：Φ(n)＝[U^T(n)U(n)+δI_P]^‑1其中，δ为防止矩阵求逆计算困难的正常数，其取值为0.001，I_P为P×P的单位矩阵；D3、计算相干残差由下式计算当前时刻n的相干残差其中，θ为平滑因子，其取值范围为0.800～0.999，相干残差初始值为零；D4、计算步长因子由下式计算步长因子μ(n)：其中，γ为阈值参数，其取值范围为0.0001～1；D5、获取零吸引向量计算当前时刻n的自适应滤波器的第l个抽头权系数的零吸引因子f_β(w_l(n))：其中，β为控制因子，其取值范围为1～20；将所有的抽头权系数的零吸引因子f_β(w_l(n))构成自适应滤波器当前时刻n的零吸引向量F_β(w(n))，F_β(w(n))＝[f_β(w₁(n)),f_β(w₂(n)),...,f_β(w_L(n))]^T，D6、滤波器抽头权向量更新将当前时刻n及之前P‑1个时刻的近端信号d(n),d(n‑1),...,d(n‑P+1)构成当前时刻n的近端信号向量D(n)，D(n)＝[d(n),d(n‑1),...,d(n‑P+1)]^T；使用基于权向量重用的零范数集员仿射投影的方法，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，α为零吸引参数，其取值范围为1×10^‑8～1，I_L为L×L的单位矩阵；E、令n＝n+1,重复A、B、C、D的步骤，直至通话结束。