一种鲁棒的点-振幅块成比例自适应声学回声消除方法与流程

本发明涉及语音通信，特别是一种鲁棒的点-振幅块成比例自适应声学回声消除方法。

背景技术：

1、近二十年来，随着现代通信技术产业与处理器技术的蓬勃发展，人们的通信方式已经由单一的全双工手机通话变成多种方式可供选择的局面，例如备受用户青睐的免提电话、网络电话以及电话。在以电话和视频会议为主的通信系统中，语音通信的质量并不总是处于理想状态的，除了受到外界噪声等干扰因素以外，通信系统内部存在的回声也是非常棘手的问题。声学回声使人们常常会听到自己的谈话，这样在很大程度上会降低语音信号的感知质量。因此，在通信系统日益复杂和人们对语音通信质量高要求的前提下，对回声消除问题展开研究就显现出一定的重要意义。

2、目前，声学回声消除中应用最广泛的就是自适应滤波算法。其中，最小均方(lms)算法是最简单，也是最早应用在声学回声消除中的算法。但是，lms算法随着滤波器阶数的升高容易发散，且收敛速度较慢。考虑到大多数的回声路径具有稀疏特性，即大多数系数为零或者接近于零。成比例归一化lms(pnlms)算法可以用在声学回声消除中。该算法按比例分配滤波器系数的权重，可以在初始阶段加快收敛速度，并降低稳态误差。虽然，在初始阶段算法的收敛速度较快，但是速度不能保持下去。由于在声学回声消除中，输入是有色输入，将会进一步降低算法的收敛速度。另一方面，研究表明电话线路内存在的噪声有可能不仅仅是高斯噪声，还有非高斯噪声的存在，会使一般基于二阶矩的算法失效。

3、在声学回声消除中，对于成比例算法要同时考虑不同权值的权重分配方式，又要考虑对于具有很强相关性的语音信号，如何进行去相关操作。同时，还要考虑非高斯噪声对回声消除的不利影响。因此，必须要找到一种鲁棒的，收敛速度快，稳态误差低和声学回声的消除效果好的自适应算法，以保证在整个语音通信中的通话质量。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种鲁棒的点-振幅块成比例自适应声学回声消除方法，具有收敛速度快、鲁棒性能，稳态误差低，声学回声的消除效果好的优点。

2、本发明公开了一种鲁棒的点-振幅块成比例自适应声学回声消除方法，其包括：

3、步骤1：假设滤波器的输入为语音信号x(n)，输出为估计信号y(n)，期望信号是d(n)，滤波器系数为w(n)；期望信号包括回声信号和噪声信号；

4、步骤2：根据鲁棒的点-振幅块成比例自适应算法和误差信号，自适应更新滤波器的系数，以消除回声信号。

5、进一步地，所述误差信号为期望信号d(n)与滤波器的输出y(n)的差值。

6、进一步地，所述步骤2包括：

7、步骤21：分别对滤波器输入的话音信号x(n)和期望信号d(n)进行去相关操作变为和

8、步骤22：使用基舌函数作为误差函数，基于和根据梯度下降方法得到滤波器系数的更新方式，继而得到最终的滤波器更新系数。

9、进一步地，所述步骤22包括：

10、步骤221：将滤波器的系数按序排列后进行划分；对同样按序排列后进行划分；

11、步骤222：使用基舌函数作为误差函数，根据梯度下降方法得到滤波器系数的更新方式，继而得到最终的滤波器更新系数。

12、进一步地，所述步骤221包括：

13、根据滤波器系数大小进行排序：

14、

15、将排序后的滤波器系数划分为多个系数块，得到划分结果其中m是分割的块数，且每个块长度为p；同时，使用滤波器系数的划分方式，对去相关之后的输入信号进行同样排序和划块，以得到

16、进一步地，在所述步骤222中：

17、滤波器系数的更新方式为：

18、

19、其中，误差为误差函数。

20、进一步地，在所述步骤222中：

21、将滤波器系数的顺序还原，即可得到最终的滤波器更新系数：

22、

23、进一步地，假设权向量矩阵ps表示为：

24、

25、且

26、

27、将滤波器系数的顺序还原，即可得到所需的权向量矩阵p。

28、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：本发明具备鲁棒性能，收敛速度快、稳态误差低；声学回声的消除效果好。

技术特征：

1.一种鲁棒的点-振幅块成比例自适应声学回声消除方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述误差信号为期望信号d(n)与滤波器的输出y(n)的差值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤22包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤221包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤222中：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤222中：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种鲁棒的点‑振幅块成比例自适应声学回声消除方法，其包括：滤波器的输入为语音信号，输出为估计信号；期望信号包括回声信号和噪声信号；根据鲁棒的点‑振幅块成比例自适应算法和误差信号，自适应更新滤波器的系数，以消除回声信号。本发明具备鲁棒性能，其收敛速度快，稳态误差低，声学回声的消除效果好。技术研发人员：杜思源,刘洋,唐婷,周玉芳受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十研究所技术研发日：技术公布日：2024/1/15