[发明专利]一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法

摘要

本发明公开了一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法，属于电声自适应回声消除技术领域。针对回声消除问题，提供了一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法。该发明一方面针对输入回声信号的非平稳特性，采用子带结构，在频域上对输入回声信号进行解相关，采用AP算法从时域上进行预白化，获得较好的回声消除性能；另一方面利用带有时频记忆的比例因子，抵抗回声信道的稀疏性，获得较快的收敛速率。

主权项

1.一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一将远端信号x(n)和近端接收到的包含回声的信号d(n)输入至分析滤波器组F₀(z),F₁(z),…F_N‑1(z)中，其中n表示时间刻度，F_i(z)i＝1,2,…N‑1，表示分析滤波器组的Z域传递函数，分析滤波器组包含N个分析滤波器，分析滤波器的长度为M，将信号在频域上均匀分割为N个等带宽的子带远端信号x₀(n),x₁(n),…x_N‑1(n)和N个等带宽的子带近端信号d₀(n),d₁(n),…d_N‑1(n)；步骤二远端子带信号x₀(n),x₁(n),…x_N‑1(n)和近端信号子带d₀(n),d₁(n),…d_N‑1(n)进行降低速率的N倍抽取，得到降速后的子带信号x₀(p),x₁(p),…x_N‑1(p)、d₀(p),d₁(p),…d_N‑1(p)，其中p表示时间刻度，且p＝n/N；步骤三按公式一计算p时刻N个子带回波估值向量，其中X_i(p)＝[x_i(p),x_i(p‑1),…x_i(p‑D+1)]为第i个输入子带矩阵，其维数为L×D，D是输入子带矩阵的投影阶数，x_i(p)＝[x_i(pN),x_i(pN‑1),…,x_i(pN‑L+1)]^T为滤波器第i个子带输入向量，w(p)＝[w₀(p),w₁(p),…w_L‑1(p)]^T为p时刻滤波器抽头权值向量，其具体数值由p‑1时刻回波消除过程中已知，且在起始0时刻，w(0)＝[0,0,…0]^T，L为抽头个数，L＝256～1024，T表示共轭转置运算；步骤四按公式二计算第i个子带的误差估计向量，其中e_i,D(p)＝[e_i,0(pN),e_i,1(pN‑1),…e_i,L‑1(pN‑L+1)]^T是维数为L×1的误差子带向量，d_i,D(p)＝[d_i,0(pN),d_i,1(pN‑1),…d_i,L‑1(pN‑L+1)]^T表示近端子带信号向量；步骤五按公式三计算第i个子带比例因子向量，c_i(p)＝[c_i,0(p),c_i,1(p),…c_i,L‑1(p)]^T       公式三c_i,l(p)为c_i(p)的第l个元素，l＝0,1,2,…L‑1，其中ζ为比例尺度因子，其取值范围‑1＜ζ＜1，σ＝0.001为格式化因子，θ_i‑1,l(p)表示第i‑1个子带信号对第l个权系数的增量贡献因子，为比例因子的频域记忆因子，当i＝0时，θ_i‑1,l(p)＝0，同时按照上述方法，计算p‑1时刻，p‑2时刻,……,p‑D₀+1时刻的子带比例因子向量c_i(p‑1)，c_i(p‑2)，……,c_i(p‑D₀+1)，D₀为比例因子的时域记忆刻度，其在数值上与输入子带矩阵的投影阶数D相等；步骤六通过输入子带 矩阵和比例因子向量按公式四计算比例输入矩阵其中表示向量的hadmard积；步骤七按公式五计算第i个子带权向量增量θ_i(p)其中λ＝0.001为格式化因子，I为D×D维单位矩阵，λI为对角元素为λ的对角矩阵，μ为步长因子，其取值范围0＜μ＜2；步骤八回到步骤四，根据步骤四至步骤七计算出所有子带权向量增量，即θ_i(p)，i＝1,2,…N‑1；步骤九抽头权值向量按照公式六进行更新，最终得到p+1时刻的权值向量w(p+1)，其维数为L×1；步骤十回到步骤三,计算p+1时刻N个子带回波估向量，其中X_i(p+1)为p+1时刻滤波器第i个子带输入矩阵，其维数为L×D，w(p+1)为步骤九中计算出的p+1时刻滤波器抽头权值向量，其维数为L×1；步骤十一按公式七从包含有回波信号的p+1时刻近端输入d_i,D(p+1)(i＝1,2,…N‑1)中减去回波干扰估计值，其中e_i,D(p+1)是干扰消除后的误差信号，包含近端有用信号和残留回波，其维数为L×1，d_i,D(p+1)＝[d_i,0(pN+1),d_i,1(pN),…d_i,L‑1(pN‑L)]^T表示p+1时刻近端子带信号，其维数为L×1，最终完成回波干扰消除。