[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

说明书

本发明公开了基于步长控制的子带自适应反馈消除方法及系统，本发明的方法包括以下步骤：获取麦克风拾音信号d(n)和扬声器输出延时信号x(n)；分别对信号d(n)和x(n)依次进行预加重处理、子带滤波处理和FFT转换；进行频域滤波处理，得到频域差值信号E(f,k)；对频域滤波器系数进行更新；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)；时域信号e(n)经移频处理之后得到扬声器输出信号y(n)。本发明采用子带自适应算法，可用最少的滤波器长度达到较高的效果，同时减少大量的计算量，提高处理效率。

技术领域

本发明属于音频处理技术领域，具体涉及基于步长控制的子带自适应反馈消除方法及系统。

背景技术

在专业音响工程中从剧场到会议室，从体育场馆到KTV，在这些音响工程中出现声音反馈产生的啸叫问题，是每种类型的扩声系统都会遇到的。

啸叫产生的原因是音响的声音折回到话筒，话筒输出的信号再送到扩声系统放大并再经音箱送出，而后又折回到话筒，如此循环所致。

传统抑制啸叫抑制的方法一是基于物理的，比如采用吸音材料，选用指向型的麦克风来降低环路增益，减少反馈，二是基于DSP的处理，如移频，移相，自动陷波，自适应反馈消除等本地语音和扩音器之间的信号存在很强的相关性，采用自适应方法收敛效率很慢，甚至会发散。

发明内容

为了解决现有自适应反馈消除收敛效果不佳，在扩声技术中传声增益不足，容易产生啸叫的问题，本发明提供了基于步长控制的子带自适应反馈消除方法。本发明通过改进步长控制，即在语音停顿的瞬间，此时没有本地语音，只存在之前语音的混响激励，此时自适应收敛效果好，增加步长；而在本地语音输入时，减小步长。本发明为了减小本地语音和扩音器之间信号的强相关性，在信号输出前增加移频处理。

本发明通过下述技术方案实现：

基于步长控制的子带自适应反馈消除方法，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)。

优选的，本发明的步骤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；

步骤S43，基于步骤S42得到的参数λ(f，k)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。

优选的，本发明的步骤S41通过下式计算频域信号的均值：