[发明专利]一种凸约束自适应回声消除方法

权利要求书

1.一种凸约束自适应回声消除方法，其步骤如下：

A、远端信号采样

将当前时刻n和前L-1个时刻的远端采样信号x(n),x(n-1),…,x(n-L+1)，组成当前时刻n的输入信号向量X(n)，X(n)＝[x(n),x(n-1),…,x(n-L+1)]^T；其中，上标T表示转置；L为自适应滤波器的抽头长度，取值为32、64或128；

B、回声信号估计

将当前时刻n的输入信号向量X(n)通过滤波器得到当前时刻n的回声信号的估计值y(n)，即y(n)＝W^T(n)X(n)，其中，W(n)＝[w₁(n),w₂(n),...,w_i(n),...w_L(n)]^T为当前时刻n的滤波器抽头权系数向量，其初始值为零，即W(0)＝0，w_i(n)为当前时刻n的滤波器的第i个抽头权系数，i＝1,2,3,...,L；

C、回声信号消除

将当前时刻n的近端采样信号d(n)，减去步骤B获得的当前时刻n的回声信号的估计值y(n)，得到当前时刻n的误差信号e(n)，e(n)＝d(n)-y(n)；

D、误差信号阈值的确定

D1、方差纠正量的计算

由当前时刻n的误差信号e(n)；得到当前时刻n的误差信号平方e²(n)，将当前时刻n和前N_w-1个时刻的误差信号平方e²(n),e²(n-1),...,e²(n-N_w+1)，组成误差信号平方时间窗向量E(n)，E(n)＝[e²(n),e²(n-1),...,e²(n-N_w+1)]，其中，N_w是时间窗长度，取值为9；

计算出当前时刻n的方差纠正量α(n)，α(n)＝C(1-ζ)med(E(n))，其中，C为方差纠正量比例系数，C＝1.483{1+5/(N_w-1)}；ζ为方差纠正量延迟参数，其取值为0.9～0.99；med(·)表示取中位数运算；

D2、估计方差的计算

根据当前时刻n的方差纠正量α(n)和前一时刻n-1的估计方差σ²(n-1)，计算出当前时刻n的估计方差σ²(n)，σ²(n)＝σ²(n-1)+α(n)；估计方差σ²(n)的初始值为0，即σ²(0)＝0；

D3、误差信号阈值的确定

计算出当前时刻n的误差信号阈值ξ(n)，k为M估计器的阈值系数，取值为2.576；

E、误差信号标识值的计算

根据当前时刻n的误差信号e(n)及当前时刻n的误差信号阈值ξ(n)，得出当前时刻n的M估计器误差信号标识值q(n)：

F、权向量更新

F1、增益向量的计算

由下式得到当前时刻n的增益向量k(n)，

式中，λ表示遗忘因子，其取值为0.9～0.99999；P(n-1)为L×L的方阵，是前一时刻n-1的递归矩阵；其初始值P(0)为对角元素均为0.0001的对角矩阵；

F2、递归矩阵的计算

由下式得到当前时刻n的递归矩阵P(n)，

P(n)＝λ^-1P(n-1)-λ^-1k(n)X^T(n)P(n-1)

其中，λ表示遗忘因子，其取值为0.9～0.99999；λ^-1表示对遗忘因子λ进行求倒数运算；

F3、权系数惩罚项向量的计算

由当前时刻n的递归矩阵P(n)和当前时刻n的权系数向量W(n)，得到权系数惩罚项向量Γ(n)，

Γ(n)＝γ(1-λ)P(n)sgn(W(n))

式中，γ为惩罚力度因子，其取值为1～2；sgn(·)表示取符号运算；

F4、滤波器权向量更新

计算出下一时刻n+1的权向量W(n+1)，W(n+1)＝W(n)+k(n)e(n)-Γ(n)；

G、迭代

令n＝n+1，重复步骤A、B、C、D、E、F的操作，直至通话结束。