[发明专利]基于S型函数的语音通信自适应回声消除方法

说明书

一种基于S型函数的语音通信自适应回声消除方法，其主要步骤为：A、回声消除B、抽头权向量更新：B1、计算S型函数值，由误差信号e(n)与抽头权向量W(n),计算得到S型函数值s(n),B2、滤波器抽头权向量的更新，将s(n)‑s²(n)作为调整项的减项引入权向量更新公式中，得到下一时刻n+1的滤波器抽头权向量W(n+1)；C、重复。该方法收敛速度快、稳态误差低，抗冲击性能强，回声消除效果好。

技术领域

本发明涉及一种语音通信中的自适应回声消除方法。

技术背景

在进行通话(语音通信)时，声音信号经过延时或形变会被反射回信号源形成回声，回声现象会严重的影响到语音通话的质量。例如，在打电话的时候，因为扬声器和麦克风被放在同一个空间内，本地近端麦克风会接收到本地扬声器发出的远端语音并传回远端，这样会导致远端说话者听到自己的声音，导致通话的质量下降。这种现象广泛存在于卫星通信、免提电话、电话会议系统等语音通信系统中。需要通过采取有效的措施来抑制回声信号、消除其影响并提高语音通话质量。自适应回声消除技术，以其成本低，收敛速度快，回声残差小的优势，在语音通信中得到了广泛的应用。语音通信自适应回声消除技术是通过对回声信号进行估计，并在近端信号中减去回声的估计值来达到回声消除的目的。

自适应回声消除方法的通常作法是，将近端麦克风采样得到带回声的当前时刻的近端信号，将其减去回声信号的估计值，得到当前时刻的误差信号，再将当前时刻的误差信号送回给远端；以滤波器的估计值与近端信号之差(误差)的平方最小，作为代价函数进行迭代计算，进而实现回声的自适应消除。当有冲击噪声时，“误差信号”巨大，滤波器的抽头权向量会产生错误的巨大更新，导致稳态误差增大，收敛速度慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于S型函数的语音通信自适应回声消除方法，该方法收敛速度快、稳态误差低，抗冲击性能强，回声消除效果好。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种基于S型函数的语音通信自适应回声消除方法，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、计算S型函数值

根据当前时刻n的误差信号e(n)与当前时刻n的抽头权向量W(n),计算得到当前时刻n的S型函数值s(n),