[发明专利]一种基于M估计的成比例类仿射投影自适应回声消除方法

权利要求书

1.一种基于M估计的成比例类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

将当前时刻n到时刻n-L+1之间的远端采样信号离散值x(n),x(n-1),...,x(n-L+1),构成当前时刻n的自适应滤波器输入向量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)＝[w₀(n),w₁(n),...w_l(n)...,w_L-1(n)]^T，w_l(n)为n时刻第l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、滤波器抽头权系数更新

D1、M估计函数计算

将当前时刻n到时刻n-N_w+1之间的残差信号平方值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，其取值范围为5-15；

再由下式计算出当前时刻n的残差信号的方差

其中，λ为遗忘因子，其取值范围为0.800-0.999,C为常数，C＝1.483(1+5/(N_w-1))，med(·)表示取中间值的运算；

根据当前时刻n的残差信号的方差得出当前时刻n的M估计阀值参数ξ(n)，

然后，由下式计算出滤波器当前时刻n的抽头权向量W(n)更新的M估计函数值

其中，sgn为符号函数；的初始值即为0；

D2、成比例控制因子计算

当前时刻n第l个抽头的成比例控制因子g_l(n)，由下式得出：

其中，κ为成比例调整参数，其取值范围为：-1≤κ＜1；ε为成比例限制参数，取值为0.01-0.001，作用是防止公式分母为0；

再计算出，当前时刻n的成比例矩阵G(n)＝diag[g₀(n),g₁(n),...,g_l(n),...,g_L-1(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到时刻n-P+1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

将当前时刻n到时刻n-P+1之间的残差信号e(n)，e(n-1),…,e(n-P+1),构成当前时刻n的仿射投影残差向量E(n),E(n)＝[e(n)，e(n-1),…,e(n-P+1)]；

其中，P为投影阶数，其取值为2、4、8；

使用基于M估计的成比例类仿射投影的方法，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，a为自适应滤波器的步长参数，其取值范围为0-2，δ为正则因子，是防止矩阵求逆计算困难的正常数，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。