[发明专利]一种声学回声消除器启动阶段稳健的步长调整方法

说明书

一种声学回声消除器启动阶段稳健的步长调整方法，包括：确定算法参数；先验滤波：去除远端信号向量中距离n时刻最远的数据，将当前远端信号更新至远端信号向量；利用滤波器的前一状态估计当前回声信号，并将估计出的当前回声信号从当前近端信号中滤除，得到先验误差信号；确定滤波器初始化步长；进行回声消除，根据所选取的步长，利用欠定模型双端通话鲁棒的变步长归一化最小均方误差算法进行声学回声消除。本发明解决了VSS‑NLMS‑UMDT算法在启动阶段的系统容易失调的弊端，在滤波器收敛速度和系统性能之间取得折中，增强了系统的稳定性与实用性。

技术领域

本发明涉及一种声学回声消除器。特别是涉及一种声学回声消除器启动阶段稳健的步长调整方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展，人们对便捷交流方式的要求越来越高，各种手持电信设备、视频会议和VoIP软件电话应用越来越广。在这类通信终端中，近端语音由扬声器传到远端，由于远端传声器和扬声器之间的耦合，使得近端语音传回本地，形成声学回声。声学回声严重影响语音传输质量，因此声学回声抵消系统是不可或缺的。声学回声消除器(Acoustic Echo Canceller,AEC)是解决声学回声消除的最佳解决方案之一，一般的声学回声消除器至少包含双端通话检测模块(Double TalkDetector,DTD)、线性回声消除两个部分。图1是一个典型的声学回声消除系统。

麦克风在时刻n接收的信号为：

d(n)＝y(n)+v(n)+w(n) 1.1

式中：d(n)代表近端信号，y(n)代表远端信号x(n)经过扬声器播放后产生的回声，v(n)代表近端语音信号，w(n)代表近端噪声信号。远端信号x(n)经过系统传递函数h滤波后形成y(n)

y(n)＝h*x 1.2

其中，

h＝[h₀(n)h₁(n),...,h_N-1(n)]^T

x＝[x(n)x(n-1),...,x(n-N+1)]

x是远端信号向量，N为房间冲击响应长度，T代表矩阵的转置。

回声消除的目标就是设计一个自适应有限冲击响应滤波器估计出介于麦克风与扬声器之间的回声路径然后根据这一估计路径得到回声估计信号将其从d(n)中消除，而保留v(n)。

e(n)代表线性回声滤波器消除后得到的误差信号，其中，

L为自适应滤波器长度，实际中一般L<N。一般认为，声学回声消除器处理的场景分为三种情况：远端情况，只存在回声信号而不存在近端语音信号；近端情况，不存在回声，只存在近端语音信号；双端通话情况，回声信号与近端语音信号同时存在。

欠定模型双端通话鲁棒的变步长归一化最小均方误差算法(DOUBLE-TALK ROBUSTVariable Step Size Normalized Least-mean-square For Under-modeling,VSS-NLMS-UMDT)是一种新型较实用的双端通话鲁棒的回声消除算法，与其它归一化最小均方误差算法(VSS-NLMS)算法相比不需要双端通话检测器(DTD)，就能够在欠定和双端通话情况下稳定工作，对近端信号干扰不敏感，依然保持较小且稳定的稳态失调，并且在实际应用中易于实施与控制，不需要声学环境的任何参数，鲁棒性很强。其提出的控制步长和滤波器更新方程是