[发明专利]基于比例总体自适应方法的回声消除器

说明书

本发明公开一种基于比例总体自适应方法的回声消除器，属于声学信号处理领域。该回声消除器由最小化条件约束的总体均方误差代价函数建立。通过引入比例矩阵，该回声消除器利用系统的稀疏性来加快收敛。总体代价函数使得回声消除器在输入和输出信号都被噪声干扰的情况下，仍能获得较低的稳态失调，因而具有较高的精度。本发明公开的回声消除器可以应用于视频会议、免提电话等通信系统中。

技术领域

本发明公开了一种基于比例总体自适应方法的回声消除器，属于声学信号处理领域。

背景技术

在视频会议、免提电话等通信系统中，为了降低回声，提升通话效果，需要配备回声消除器。回声消除器通过估计回声路径的脉冲响应，来生成回声的近似信号，然后通过将回声信号和构建的回声的近似信号相减，从而降低回声。

回声路径的脉冲响应往往具有稀疏性，即脉冲响应的大部分元素接近零，少部分元素具有较大的值。传统的基于最小均方和归一化最小均方方法的回声消除器易于实现，但是在输入语音和回声均受到噪声干扰的情况下，收敛性能较差。针对这种情况，文献中提出了基于总体自适应方法的回声消除器，但这些回声消除器没有充分利用回声路径的稀疏特性，因此收敛速度较慢。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于比例总体自适应方法的回声消除器(后面简记为PTNLMS)。该回声消除器在输入输出信号都有噪声干扰的情况下具有更好的性能，而且收敛较快。

该回声消除器更新权值向量包含如下步骤：

1)将含噪输入信号向量与回声消除器的权值向量w_n进行内积，生成自适应回声消除器的输出信号其中：由n时刻及其之前连续M-1个时刻的含噪输入信号采样值构成，w_n＝[w_n,0,w_n,1,...,w_n,M-1]^T为n时刻回声消除器的M个抽头系数构成的权值向量，上标T表示转置运算；

2)根据计算误差信号，其中：表示回声消除器的含噪期望响应；

3)计算中间变量p(w_n,i)＝min(γ|w_n,i|,1)，其中参数γ为正常数，用于控制估计稀疏系统的强度；

4)由中间变量构建向量p(w_n)＝[p(w_n,0),p(w_n,1),...,p(w_n,M-1)]^T；

5)根据计算比例系数，其中：i为整数且满足0≤i＜M，α为比例系数控制参数，取值范围为-1≤α≤1，ε为避免分母为零的小正常数，||||₁表示向量的l₁范数。

6)根据比例系数构建比例矩阵G_n＝diag(g_n,0,g_n,1,...,g_n,M-1)，其中：diag表示将元素g_n,0,g_n,1,...,g_n,M-1作为对角元素构建对角元素；

7)根据表达式计算向量f_n，其中：是回声消除器的增广权值向量，是期望信号中包含的噪声的方差，是回声消除器的输入信号中包含的噪声的方差；

8)采用表达式更新权值向量w_n，其中：μ为取值为正的步长参数，δ为避免分母为零的小正常数。

有益效果

相对于现有技术方案，本申请提出的基于比例总体自适应方法的回声消除器，既能降低噪声对输入语音信号的影响，又能充分利用回声路径脉冲响应的稀疏特性来加快收敛速度。

附图说明