[发明专利]一种基于M估计的成比例类仿射投影自适应回声消除方法

摘要

本发明公开了一种基于M估计的成比例类仿射投影自适应回声消除方法，其步骤如下：A、远端信号采样；B、回声估计，将滤波器输入向量X(n)通过自适应滤波器得到输出值y(n)，也即回声的估计值y(n)，y(n)＝WT(n)X(n)；C、回声抵消，将近端麦克风拾取的带回声的近端信号d(n)与自适应滤波器的输出值y(n)相减后再回送给远端，回送信号为残差信号e(n)，e(n)＝d(n)‑y(n)；D、滤波器抽头权向量更新，使用基于M估计的成比例类仿射投影的方法，计算出时刻n的自适应滤波器抽头量W(n)，E、令n＝n+1,重复A、B、C、D的步骤,直至通话结束。该方法对通信系统的声学回声的消除效果好，收敛速度快、稳态误差小。

主权项

1.一种基于M估计的成比例类仿射投影自适应回声消除方法，其步骤如下：A、远端信号采样将当前时刻n到时刻n‑L+1之间的远端采样信号离散值x(n),x(n‑1),...,x(n‑L+1),构成当前时刻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是滤波器抽头数，T代表转置运算；B、回声信号估计将当前时刻n的自适应滤波器输入向量X(n)，通过自适应滤波器得到当前时刻n的输出值y(n)，也即回声的估计值y(n)，y(n)＝WT(n)X(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)＝[w0(n),w1(n),...wl(n)...,wL‑1(n)]T，wl(n)为n时刻第l个抽头权系数，W(n)的初始值为零向量；C、回声信号消除将近端麦克风拾取的当前时刻n的回声的近端信号d(n)，与当前时刻n的输出值y(n)相减后得到当前时刻n的残差信号e(n)，e(n)＝d(n)‑y(n)；再将残差信号e(n)回送给远端；D、滤波器抽头权系数更新D1、M估计函数计算将当前时刻n到时刻n‑Nw+1之间的残差信号平方值e2(n),e2(n‑1),…,e2(n‑Nw+1)构成当前时刻n估计窗内的残差信号平方序列Ae(n)，Ae(n)＝[e2(n),e2(n‑1),…,e2(n‑Nw+1)]其中，Nw为估计窗的长度，其取值范围为5‑15；再由下式计算出当前时刻n的残差信号的方差其中，λ为遗忘因子，其取值范围为0.800‑0.999,C为常数，C＝1.483(1+5/(Nw‑1))，med(·)表示取中间值的运算；根据当前时刻n的残差信号的方差得出当前时刻n的M估计阀值参数ξ(n)，然后，由下式计算出滤波器当前时刻n的抽头权向量W(n)更新的M估计函数值其中，sgn为符号函数；的初始值即为0；D2、成比例控制因子计算当前时刻n第l个抽头的成比例控制因子gl(n)，由下式得出：其中，κ为成比例调整参数，其取值范围为：‑1≤κ＜1；ε为成比例限制参数，取值为0.01‑0.001，作用是防止公式分母为0；再计算出，当前时刻n的成比例矩阵G(n)＝diag[g0(n),g1(n),...,gl(n),...,gL‑1(n)]，其中diag[·]表示构造对角矩阵；D3、滤波器抽头权向量更新将当前时刻n到时刻n‑P+1之间的自适应滤波器输入向量X(n)，X(n‑1),…X(n‑P+1)构成当前时刻n的仿射投影输入矩阵将当前时刻n到时刻n‑P+1之间的残差信号e(n)，e(n‑1),…,e(n‑P+1),构成当前时刻n的仿射投影残差向量E(n),E(n)＝[e(n)，e(n‑1),…,e(n‑P+1)]；其中，P为投影阶数，其取值为2、4、8；使用基于M估计的成比例类仿射投影的方法，得出下一时刻n+1的自适应滤波器的抽头权向量W(n+1)：其中，a为自适应滤波器的步长参数，其取值范围为0‑2，δ为正则因子，是防止矩阵求逆计算困难的正常数，其取值为0.001‑0.01；E、重复令n＝n+1，重复步骤A、B、C、D的操作，直至通话结束。