[发明专利]一种基于贝叶斯理论的声学回声消除自适应滤波器及滤波方法

说明书

本发明公开了一种基于贝叶斯理论的声学回声消除自适应滤波器及滤波方法，所述自适应滤波器的权向量是根据贝叶斯理论进行估算以模拟真实的回声路径并生成估计的回声信号，再将从近端麦克风采集到的近端信号减去估计的回声信号达到回声消除的目的。自适应滤波器采用基于贝叶斯理论的自适应滤波算法控制自适应滤波器的权向量更新，并利用可自动选择的步长自适应调整滤波器的权向量，基于贝叶斯理论的自适应滤波算法还具备回声通道发生偏离时参数复原功能。本发明方法对声学回声的消除效果好，稳态误差小，收敛速度快，具有良好的抗脉冲噪声干扰的能力，使滤波器维持良好的声学回声信号跟踪能力。

技术领域

本发明涉及音频信号处理技术领域，具体涉及一种基于贝叶斯理论的声学回声消除自适应滤波器及滤波方法，

背景技术

声学回声是语音通话中非常常见的一种现象，严重时会对语音质量造成很大的影响。声学回声是指由于扬声器和麦克风被置于同一空间，远端讲话者的声音被远端麦克风采集并传入通信设备，经过无线或有线传输之后达到近端的通信设备，并通过近端扬声器播放，由近端扬声器播放出来的声音直接被近端麦克风采集或者经过墙面或物体的反射被近端麦克风采集，经传输又返回到远端的通信设备，并通过远端扬声器播放出来，从而远端讲话者就听到了自己的声音。在这一背景下，产生了很多消除声学回声的方法和手段，其中主要有双讲检测方法和变步长控制方法，由于双讲检测模块存在固有的延时问题，所以鲁棒性声学回声消除更多的是采用变步长控制方法来实现。

声学回声消除最主要的部分之一就是回声线性处理部分,该部分是自适应滤波器在自适应滤波算法下估计实际环境中的声学回声，也就是模拟一个回声路径，使它逼近真实的回声路径。本发明根据贝叶斯理论在已知滤波器输入输出信号的条件下用一个函数形式较为简单的概率分布，在一定的准则下使自适应滤波器不断逼近真实回声通道，直至两个通道可以近似认为相同，达到消除声学回声的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于贝叶斯理论的声学回声消除自适应滤波器及滤波方法，自适应滤波器的权向量根据贝叶斯学习方法在已知滤波器输入输出信号的条件下得到在滤波器权值概率下的权值状态；噪声环境下，滤波器系数的更新在一个正数序列的约束下进行；当回声通道w^o发生偏离时，控制因子复原为初值。该方法稳态误差小，收敛速度快，对声学回声的消除效果好，滤波器具有良好的抗噪声干扰的能力和跟踪性能。

本发明第一方面提供一种基于贝叶斯理论的声学回声消除自适应滤波器，包括去相关滤波器、自适应滤波器和回声通道模块、远端信号、近端信号，所述远端信号通过近端扬声器传输至回声通道模块；所述远端信号通过去相关滤波器连接自适应滤波器；近端信号通过去相关滤波器和自适应滤波器进行滤波，输出不含回声信号的信号；

所述自适应滤波器采用贝叶斯方法更新滤波器系数：

w_n＝argmaxp(w^o∣U_i) (1)

其中，

经过大量分析得出自适应滤波器权向量