[发明专利]基于步长控制的子带自适应反馈消除方法及系统

权利要求书

1.基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，获取麦克风拾音信号d(n)和扬声器输出延时信号x(n)；

步骤S2，对信号d(n)依次进行预加重处理、子带滤波处理和FFT转换之后得到频域D(f，k)；对信号x(n)依次进行预加重处理、子带滤波处理和FFT转换之后得到频域信号X(f,k)；其中，k＝0,1,2,…,N/2-1，N表示FFT的点数；

步骤S3，采用频域滤波器对频域信号D(f，k)和X(f,k)进行频域滤波处理，得到频域差值信号E(f,k)；

步骤S4，基于信号E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)对频域滤波器系数进行更新；

步骤S5，频域差值信号E(f,k)经IFFT转换到时域后，依次经子带合成滤波处理和信号去加重处理得到时域信号e(n)；

步骤S6，时域信号e(n)经移频处理之后得到扬声器输出信号y(n)；

所述步骤S4对频域滤波器系数进行更新的具体过程包括：

步骤S41，分别计算得到信号E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)的均值和

步骤S42，通过下式迭代更新参数λ(f，k)：

λ(f，k)＝beta(f，k)*λ(f，k-1)

式中，beta(f，k)表示迭代系数；λ(f，k)的初始值为1；

所述步骤S42中beta(f，k)通过下式计算得到：

其中，

步骤S43，基于步骤S42得到的参数λ(f，j)计算得到最新步长α(f，k)；

步骤S44，通过得到的最新步长α(f，k)对频域滤波器系数进行更新。

2.根据权利要求1所述的基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，其特征在于，所述步骤S41通过下式计算频域信号的均值：

其中，alpha为平滑系数。

3.根据权利要求1所述的基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，其特征在于，所述步骤S43通过下式得到最新步长α(f，k)：

4.根据权利要求1所述的基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，其特征在于，所述S44通过下式进行滤波器系数更新：

G(f,k)＝diag[g₀(f,k),g₁(f,k),...,g_m-1(f,k)]

其中，g_m(f，k)为第m个子带系数；L为子带长度；M为子带个数；β和ε均为常数；H(f，k)采用更新后的系数估算值；H_m(f，k)为第m个子带更新后的系数估算值；G(f，k)为全频带系数；为更新前的系数估算值，为更新后的系数估算值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，其特征在于，所述扬声器输出延时信号x(n)是输出信号y(n)经过一帧数据的延时得到。

6.根据权利要求1-4任一项所述的基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，其特征在于，所述步骤S2中的预加重传递函数为：

H(z)＝1-az^-1

式中，a为预加重系数。

7.基于步长控制的子带自适应反馈消除系统，其特征在于，该系统包括信号采集模块、信号预加重处理模块、信号子带滤波模块、FFT模块、频域滤波模块、更新模块、IFFT模块、子带合成滤波模块、信号去加重模块和移频模块；

所述信号采集模块用于获取麦克风拾音信号d(n)和扬声器输出延时信号x(n)；

所述信号d(n)依次通过所述信号预加重处理模块、所述信号子带滤波模块和FFT模块进行预加重处理、子带滤波处理和FFT转换之后得到频域D(f，k)；所述信号x(n)依次通过所述信号预加重处理模块、所述信号子带滤波模块和FFT模块进行预加重处理、子带滤波处理和FFT转换之后得到频域信号X(f,k)；其中，k＝0,1,2,…,N/2-1，N表示FFT的点数；

所述频域滤波模块采用频域滤波器对频域信号D(f，k)和X(f,k)进行频域滤波处理，得到频域差值信号E(f,k)；

所述更新模块基于信号E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)对所述频域滤波器系数进行更新；对频域滤波器系数进行更新的具体过程包括：

分别计算得到信号E(f,k)、D(f，k)和X(f,k)的均值和

通过下式迭代更新参数λ(f，k)：

λ(f，k)＝beta(f，k)*λ(f，k-1)

式中，beta(f，k)表示迭代系数；λ(f，k)的初始值为1；

所述beta(f，k)通过下式计算得到：

其中，

基于得到的参数λ(f，k)计算得到最新步长α(f，k)；

通过得到的最新步长α(f，k)对频域滤波器系数进行更新；

所述IFFT模块将频域差值信号E(f,k)转换到时域信号，所述IFFT模块输出的时域信号依次经所述子带合成滤波模块和所述信号去加重模块处理得到时域信号e(n)；

所述移频模块用于对时域信号e(n)进行移频处理之后得到输出信号y(n)，所述输出信号y(n)经功放通过扬声器播放输出。