一种基于M估计的归一化子带自适应回声消除方法

摘要

一种基于M估计的归一化子带自适应回声消除方法，其步骤如下：A、获取子带信号；B、自适应滤波，将采样时刻n＝kM的第m个自适应滤波器输入向量X_m(k)通过自适应滤波器得到采样时刻n＝kM的第m个滤波器输出值y_m(k)，C、回声抵消，将第m个近端子带信号的第k时段抽取值与采样时刻n＝kM的第m个滤波器输出值y_m(k)相减得到采样时刻n＝kM的第m个子带残差e_m(k)，D、滤波器抽头权向量更新，使用基于M估计的归一化子带的方法，得出自适应滤波器在n＝(k+1)M时刻的抽头权向量w(k+1)：E、令k＝k+1,重复B、C、D步的操作,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

一种基于M估计的归一化子带自适应回声消除方法，其步骤如下：A、获取子带信号将远端传来的远端信号采样得到在采样时刻n的远端信号离散值x(n)，通过分析滤波器组得到采样时刻n的M个远端子带信号x₁(n),x₂(n),...x_m(n),...x_M(n)，其中，m为子带序号，x_m(n)为第m个远端子带信号，M为子带数目，其取值为2、4、8、16、32；将近端麦克风拾取的带回声的近端信号采样得到在采样时刻n的近端信号离散值d(n)，通过分析滤波器组得到采样时刻n的M个近端子带信号d₁(n),d₂(n),...d_m(n)...,d_M(n)；其中，d_m(n)为第m个近端子带信号；在采样时刻n＝kM时，将该时刻的第m个近端子带信号d_m(n)＝d_m(kM)记为第m个近端子带信号的第k时段抽取值其中，k为抽取时段序号；B、自适应滤波将采样时刻n＝kM及其前L‑1个时刻的第m个远端子带信号x_m(n)，构成自适应滤波器的第m个输入向量X_m(k)，X_m(k)＝[x_m(kM)，x_m(kM‑1),...,x_m(kM‑L+1)]^T，其中L为自适应滤波器抽头数，其取值为32、64、128、256、512、1024，T代表转置运算；将采样时刻n＝kM的第m个输入向量X_m(k)通过自适应滤波器得到采样时刻n＝kM的第m个输出值y_m(k)，其中，w(k)为采样时刻n＝kM的自适应滤波器的抽头权向量，w(k)＝[w₁(k),w₂(k),…w_l(k)...,w_L(k)]^T，w_l(k)为采样时刻n＝kM的自适应滤波器的第l个抽头权系数，w(k)的初始值为零向量；C、回声抵消将第m个近端子带信号的第k时段抽取值与采样时刻n＝kM的第m个滤波器输出值y_m(k)相减得到采样时刻n＝kM的第m个子带残差e_m(k)，将时刻n＝kM的各个子带残差e_m(k)通过综合滤波器组得到时刻n＝kM的残差e(kM)；并将时刻n＝kM的残差e(kM)传送给远端；在时刻n＝kM+M'；时，令时刻n＝kM+M'的残差e(kM+M')＝e(kM)，并将时刻n＝kM+M'的残差e(kM+M')传送给远端；其中M'＝1,2,3,…M‑1；D、滤波器抽头权向量更新D1、子带残差方差的计算由下式算出第m个子带残差的方差${\sigma }_m^2\left(k\right)={\mathrm{\lambda \sigma }}_m^2(k-1)+2.13(1-\lambda )med\left(\right[e_m^2\left(k\right),e_m^2(k-1),...,e_m^2(k-K_w+1)\left]\right)$其中，λ为遗忘因子，其取值范围为0.800～0.999，函数med(·)表示取向量中间值，K_w为时间段估计窗的值，其取值范围为2～20，子带残差的初始值为零；D2、计算M估计核函数由下式计算出第m个子带残差的M估计核函数值ψ(e_m(k))：$\psi \left(e_m\right(k\left)\right)=\left\{\begin{array}{cc}{e}_m\left(k\right),& \left|e_m\left(k\right)\right|<2.576{\sigma }_m\left(k\right)\\ 0,& \left|e_m\left(k\right)\right|\ge 2.576{\sigma }_m\left(k\right)\end{array}\right.$D3、滤波器抽头权向量更新使用基于M估计的归一化子带的方法，得出自适应滤波器在n＝(k+1)M时刻的抽头权向量w(k+1)：$w(k+1)=w\left(k\right)+\mu \underset{m=1}{\overset{M}{\Sigma }}\frac{X_m\left(k\right)}{\left|\right|X_m\left(k\right)|{|}_2^2}\psi \left(e_m\right(k\left)\right)$其中，||·||₂表示2范数，μ为自适应滤波器的步长因子，其取值范围为(0，2]；E、令k＝k+1,重复A、B、C、D步的操作,直至通话结束。