[发明专利]一种组合步长成比例仿射投影回声消除方法

说明书

一种组合步长成比例仿射投影回声消除方法，其步骤如下：A、在电话扬声器处采集远端传来的声音信号x(n)和电话麦克风处采集期望信号d(n)；B、将声音信号x(n)作为自适应滤波器的输入，其输出为回声信号的估计值C、回声抵消—将d(n)减去得到的误差信号e(n)作为消除回声后的干净信号传送给远端；D、计算自适应滤波器的误差向量；E、计算自适应滤波器的权值更新增量Δw(n)；F、计算组合步长μ(n)；G、更新自适应滤波器的权值向量w(n+1)＝w(n)+μ(n)Δw(n)；H、令n＝n+1,重复A、B、C、D、E、F、G的步骤,直至通话结束。本发明具有收敛速度快、同时稳态误差低的优点。

技术领域

本发明属于电话通信的自适应回声消除技术领域。

背景技术

在电话通信业务中，凡是需要同时使用麦克风和扬声器的场合，都不可避免的会出现声学回声，它是影响通话质量的最主要因素。在通话过程中，对方说话者的声音通过电话的扬声器播放出来，直接(未经任何反射)或间接地(经过房屋或房屋内的物体一次或多次反射)被电话的麦克风(话筒)拾取，再传回给远方说话者，使其听到自己之前说的话，即声学回声。声音从扬声器到麦克风的传播路径被叫做回声信道，其脉冲响应能用一个列向量表示。

声学回声影响通话质量，对此研究人员提出了各种各样的回声消除技术。目前，自适应回声消除技术是国际上常用的电话回声消除技术。在自适应回声消除中，将从电话扬声器处采集播放出来的声音信号作为自适应滤波器的输入信号，得到自适应滤波器的输出信号就是回声的估计值，然后将电话的麦克风拾取的信号减去回声的估计值后才传回给远方的说话者。自适应滤波算法就是跟据环境的变化不断的调整自适应滤波器的脉冲响应，使其能辨识出回声信道的脉冲响应，进而自适应滤波器的输出能更好的估计回声，以达到自适应消除回声的目的。

声学回声信道大多具有稀疏性，即它的脉冲响应的大部分系数都接近或等于零。因此，在稀疏系统中，传统的自适应滤波算法如归一化最小均方算法(NLMS)、仿射投影算法(APA)的收敛速度会出现明显下降。为此，成比例算法有效地提高了收敛速度。成比例算法是为自适应滤波器的每个权值分配一个系数，并且在每次迭代过程中，该系数与对应权值的幅度大小是成正比的，即幅度越大的权值获得越大的系数，从而加快全局收敛速度。典型的成比例算法有改进的成比例归一化最小均方算法(IPNLMS)算法和改进的成比例仿射投影算法(IPAPA)算法，其中，当输入信号是相关信号时如声音信号，IPAPA算法比IPNLMS算法有着更快的收敛速度。相比IPAPA算法，记忆IPAPA(MIPAPA)算法“C.Paleologu,S.Ciochina,J.Benesty.An efficient proportionate affine projection algorithmfor echo cancellation[J].IEEE Signal Processing Letters,2010,17(2):165-168.”更适合声音回声消除，因为它有着更快的收敛速度和更低的计算复杂度。然而，MIPAPA算法也存在快速收敛与低稳态误差之间的折中问题，归因于固定步长的选择。精确的说，一个大步长使得算法的收敛速度快，但是算法的稳态误差大；反过来，一个小步长导致算法有小的稳态误差，但是放慢了收敛速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合步长成比例仿射投影回声消除方法，该方法能同时获得快的收敛速度和低的稳态误差，从而回声消除效果好。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种组合步长成比例仿射投影回声消除方法，其步骤如下：

1、一种组合步长成比例仿射投影回声消除方法，其步骤如下：

A、信号采集

将电话的扬声器发出的信号采样，得到当前时刻n的声音信号离散值x(n)；同时，将电话的麦克风感应出的信号采样，得到当前时刻n的期望信号离散值d(n)；

B、回声信号估计