一种鲁棒凸组合自适应电话回声消除方法

摘要

一种鲁棒凸组合自适应电话回声消除方法，其步骤主要是：A、远端信号滤波，得到快速自适应滤波器输出y₁(n)，和低误差滤波器输出y₂(n)；B、凸组合，将两滤波器的输出进行凸组合得到凸组合滤波器的输出y(n)；C、回声抵消，近端麦克风接受到带回声的近端信号d(n)减去y(n)后作为消除回声的近端信号e(n)传送给远端；D、滤波器抽头权系数更新；E、滤波器的权重更新，混合参数a(n)通过带符号函数的公式来进行更新；F、滤波器的权重限定；G、令n＝n+1,重复A、B、C、D、E、F的步骤,直至通话结束。该方法的收敛速度快且稳态误差低，能获得较好的抗干扰能力；其回声消除效果好，同时能够在电话双端通话的情况下，保持良好的工作状态。

主权项

一种鲁棒凸组合自适应电话回声消除方法，其步骤如下：A、远端信号滤波将远端传来的远端信号采样得到当前时刻n的远端信号离散值x(n)，远端信号离散值x(n)在n到n‑L+1时刻的值构成当前时刻n的滤波器输入向量X(n)，X(n)＝[x(n),...,x(n‑L+1)]^T，其中L＝512是滤波器抽头数，T代表转置；滤波器输入向量X(n)通过快速自适应滤波器得到快速输出y₁(n)，滤波器输入向量X(n)通过低误差自适应滤波器得到低误差输出y₂(n)，其中，w₁(n)和w₂(n)分别为n时刻快速自适应滤波器和低误差自适应滤波器的抽头权向量，其长度为L，初始值为零，上标H代表共轭转置；B、凸组合将快速输出y₁(n)和低误差输出y₂(n)进行凸组合得到凸组合输出y(n)，y(n)＝λ(n)y₁(n)+(1‑λ(n))y₂(n)其中，λ(n)是快速自适应滤波器的权重，其表达式为a(n)为混合参数，其初始值为0；C、回声抵消将近端的麦克风感应出的带回声的近端信号d(n)减去凸组合输出y(n)后的总残差信号e(n)作为消除回声后的近端信号再传送给远端，即e(n)＝d(n)‑y(n)；D、滤波器抽头权系数更新D1、生成两个滤波器的输入矩阵A_i(n)，A_i(n)＝[X(n),...,X(n‑M_i+1)]^T，i为滤波器的编号，当i＝1时，表示第1滤波器也即快速自适应滤波器，当i＝2时，表示第2滤波器也即低误差自适应滤波器；M₁为第1滤波器的仿射投影阶数，其取值范围为17‑19，M₂为第2滤波器的仿射投影阶数，其取值范围为8‑12；D2、生成近端信号向量D_i(n)，D_i(n)＝[d(n),...,d(n‑M_i+1)]^T，并计算出滤波器的误差向量E_i(n)，E_i(n)＝D_i(n)‑A_i(n)w_i(n)；D3、两个滤波器的成比例矩阵P_i(n)由下列公式算出：P_i(n)＝[G_i(n)X(n),...,G_i(n‑M_i+1)X(n‑M_i+1)] 其中，w_il(n)表示第i个滤波器抽头权值向量w_i(n)的第l个元素，g_il(n)是w_il(n)的成比例系数，G_i(n)为第i个滤波器抽头权值向量w_i(n)的成比例矩阵，||·||₁表示1‑范数，diag表示求对角矩阵，κ是成比例性控制参数κ∈[‑1,1]，ε是正则化参数，其取值为0.001～0.01；D4、使用记忆性成比例仿射投影方法计算n+1时刻第1滤波器即快速自适应滤波器的抽头权向量w₁(n+1)：w₁(n+1)＝w₁(n)+μ₁[0.01×I+A₁(n)P₁(n)]^‑1E₁(n) 其中：I表示单位矩阵，μ₁为快速自适应滤波器的步长，其取值为0.06～0.08；使用记忆性成比例符号仿射投影方法计算n+1时刻第2滤波器即低误差自适应滤波器的抽头权向量w₂(n+1)：其中：sign表示符号运算，μ₂为低误差自适应滤波器的步长，其取值为0.001～0.003；E、滤波器的权重更新按以下公式算出混合参数的更新值a(n+1)：其中，μ_a是一个常数，取值为0.002；p(n)是归一化因子，其迭代公式为p(n+1)＝0.9p(n)+(1‑0.9)[y₁(n)‑y₂(n)]²；将更新后的混合参数a(n+1)代入表达式得到快速自适应滤波器权重的更新值λ(n+1)；F、滤波器的权重限定如果a(n+1)<‑a_up，则令a(n+1)＝‑a_up，λ(n+1)＝0；如果a(n+1)≥a_up且n是偶数，则令a(n+1)＝a_up，λ(n+1)＝1；如果a(n+1)≥a_up且n是奇数，令a(n+1)＝a_up，λ(n+1)＝1，w₂(n+1)＝w₁(n+1)；其中，a_up是一个常数，其取值为4～6；G、令n＝n+1,重复A、B、C、D、E、F的步骤,直至通话结束。