[发明专利]一种稳健估计仿射投影样条自适应回声消除方法

权利要求书

1.一种稳健估计仿射投影样条自适应回声消除方法，其步骤是：

A、局部参数计算

组合当前时刻n与其前M-1个时刻远端通信设备采集到的远端语音输入信号，得到滤波器输入向量x(n)，然后通过线性滤波器得到整个系统的中间输出s(n)，s(n)＝x^T(n)w(n)，其中x(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-M+1)]^T，M是线性滤波器的阶数，T表示转置运算，w(n)＝[w₁(n),w₂(n),...,w_M(n)]^T，表示n时刻的线性滤波器权值向量；

利用中间输出s(n)计算出局部参数u和i，其中u是归一化横坐标参数，i是插值区间索引，具体计算公式分别为：和其中δ表示两个相邻样条节点之间的均匀间隔，Q为样条控制点的总数，表示向下取整算子；

B、仿射投影样条自适应滤波

建立存储历史输入信号和含噪声的期望信号的数据库X＝{X₁,X₂,...,X_Q}和D＝[d₁,d₂,...,d_Q]，K个最新数据将替换历史数据并实时存储，即将当前时刻n对应的x(n)和d(n)分别存储到X和D的第i个子数据库中，然后通过简单的位移操作更新子数据库，即X_i＝[x(n),x_i,1,...,x_i,K-1]，d_i＝[d(n),d_i,1,...,d_i,K-1]^T；

对X_i和d_i中的全部数据重复进行自适应滤波过程，即X_i中的第j个输入向量x_i,j通过线性滤波器，得到中间输出变量s_i,j(n)，其中j＝0,1,...,K-1，并记x_i,0＝x(n)和d_i,0＝d(n)；利用s_i,j(n)计算参数和如果i_i,j＝i，则s_i,j(n)经过样条插值得到系统输出否则y_i,j(n)＝d_i,j，其中C为样条基矩阵，q_i(n)＝[q_i(n),q_i+1(n),q_i+2(n),q_i+3(n)]^T表示局部样条控制点向量；

C、非线性回声消除

期望信号d_i,j减去输出信号y_i,j(n)，得到误差信号e_i,j(n)，e_i,j(n)＝d_i,j-y_i,j(n)，将误差信号e(n)传送到远端；

D、稳健估计代价函数的构建

利用稳健估计函数作为代价函数，描述为：

其中稳健估计函数ψ(e_i,j(n))为分段连续函数，表示为：

其中ξ_i,j＝κσ_e,i,j(n)为阈值参数，κ＝2.576，σ_e,i,j(n)通过下式计算：

其中表示误差信号e_i,j(n)的估计方差，0τ1为遗忘因子，τ_e为相关因子，med(·)表示中值运算，5≤M_e≤9为窗口数，通常设置τ＝0.99，τ_e＝1.483[1+5/(M_e-1)]；ψ(e_i,j(n))对e_i,j(n)求偏导得到：

E、滤波器系数的更新

利用随机梯度法更新线性滤波器权值向量w(n)和非线性局部样条控制点向量q_i(n)，更新规则为：

其中μ_w和μ_q为步长参数；

F、令n＝n+1，重复A至E的步骤，直至语音通话结束。