一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法及回馈方法

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

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i个元素，$c_{i,l}\left(p\right)=\frac{1-\zeta }{2L}+(1+\zeta )\frac{|w_i\left(p\right)+{\theta }_{i-1,i}\left(p\right)|}{2{\Sigma }_{l=0}^{L-1}|w_l\left(p\right)+{\theta }_{i-1,l}\left(p\right)|+\sigma },$其中ζ取0.5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‑D+1时刻的子带比例因子向量c_i(p‑1)，c_i(p‑2)，……,c_i(p‑D+1)，D为比例因子的时域记忆刻度；步骤六通过子带输入信号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＝0.1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。