[发明专利]一种用于语音通信的自适应通信回声消除方法

权利要求书

1.一种用于语音通信的自适应通信回声消除方法，其步骤如下：

A、回声消除

A1、远端信号采集

对远端传来的信号进行采样，获得当前时刻n的远端输入信号的离散值x(n)；将当前时刻n到n-L+1时刻的输入信号x(n)、x(n-1),...,x(n-L+1)，组成当前时刻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、代表滤波器抽头数，T代表转置运算；

A2、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，得到自适应滤波器的输出值，即回声信号的估计值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_l(n)为自适应滤波器的第l个抽头权系数,W(n)的初始值为零向量；

A3、回声消除

对近端麦克风采样得到带回声的当前时刻n的近端信号d(n)，将其减去回声信号的估计值y(n)，得到当前时刻n的误差信号e(n)，e(n)＝d(n)-y(n)，再将当前时刻n的误差信号e(n)送回给远端；

B、抽头权向量更新

B1、残差信号平方序列的计算

由当前时刻n到时刻n-N_w+1之间的残差信号e(n),e(n-1),...,e(n-N_w+1)，得到当前时刻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)，进而得到当前时刻n估计窗内的残差信号平方序列E²(n)，

E²(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5～9；

B2、加权中位化残差的计算

由当前时刻n估计窗内的残差信号平方序列E²(n),计算出当前时刻n的加权中位化残差σ(n)：

其中，λ是遗忘因子，其取值范围为0.800～0.999，c为加权系数，c＝1.483(1+5/(N_w-1)),med(·)表示取中间值的运算，σ(n)的初始值为零；

B3、M估计值的计算

根据当前时刻n的加权中位化残差σ(n)，得出当前时刻的M估计阈值ξ,ξ＝2.576σ(n)；然后由下式计算出当前时刻n的残差的M估计函数值ψ(n)：

B4、零吸引向量的计算

由滤波器当前时刻n的第l个抽头权系数w_l(n)进行近似l₀范数限制计算,得到当前时刻n的第l个抽头权系数的零吸引因子f_l(n)：

其中,β是零吸引参数，其取值为5～50，sgn(·)表示符号运算；

将当前时刻n的所有抽头权系数的零吸引因子f₁(n),f₂(n),...,f_l(n),...,f_L(n)，构成当前时刻n的零吸引向量F(n)，F(n)＝[f₁(n),f₂(n),...,f_l(n),...,f_L(n)]；

B5、滤波器抽头权向量的更新

由下式更新得出下一时刻n+1的滤波器抽头权向量W(n+1)：

其中，μ表示滤波器的步长，其取值范围为0～1，||·||表示欧几里得范数；γ₁是近端信号d(n)的环境噪声方差，γ₂是远端输入信号x(n)的环境噪声方差；ρ是平衡参数，其取值范围为1×10^-5～1×10^-2；

C、重复

令n＝n+1，重复步骤A、B的过程，至通话结束。