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专利号: 2016103260090
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 乐器;声学
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种凸组合系数差的成比例仿射投影回声消除方法,其步骤如下:A、远端信号采样滤波A1、将远端传来的远端信号在当前时刻n及前L-1个时刻采样得到的远端输入信号离散值x(n),x(n-1),...,x(n-L+1),构成凸组合滤波器的当前时刻n的输入向量X(n),即X(n)=[x(n),x(n-1) ...,x(n-L+1)]T;其中,L=64是滤波器抽头数,上标T代表转置运算;A2、将当前时刻n的输入向量X(n)通过凸组合滤波器后分别得到当前时刻n的大步长滤波输出值y1(n),y1(n)=W1T(n)X(n)和当前时刻n的小步长滤波输出值y2(n):y2(n)=W2T(n)X(n);其中W1(n)=[w1,1(n),w1,2(n),...,w1,l(n),...,w1,L(n)]T为凸组合滤波器中当前时刻n的大步长滤波器的抽头权向量,其初始值为零向量,w1,l(n)为当前时刻n的大步长滤波器的抽头权向量中的第l个抽头权系数;W2(n)=[w2,1(n),w2,2(n),...,w2,l(n),...,w2,L(n)]T为凸组合滤波器中当前时刻n的小步长滤波器的抽头权向量,其初始值为零向量,w2,l(n)为当前时刻n的小步长滤波器的抽头权向量中的第l个抽头权系数;B、凸组合将当前时刻n的大步长输出值y1(n)和当前时刻n的小步长输出值y2(n)进行凸组合得到凸组合滤波器的输出值y(n),y(n)=λ(n)y1(n)+(1-λ(n))y2(n);将当前时刻n的大步长滤波器的抽头权向量W1(n),和当前时刻n的小步长滤波器抽头权向量W2(n)进行凸组合得到滤波器抽头权向量W(n):W(n)=λ(n)W1(n)+(1-λ(n))W2(n);其中λ(n)为当前时刻n的大步长滤波器的权重系数,其计算公式为a(n)为当前时刻n的混合参数,其初始值为0;

C、回声抵消将近端拾取到的带回声的当前时刻n的近端信号d(n)与当前时刻n的凸组合滤波器输出值y(n)相减,得到消除回声后的总残差信号e(n),e(n)=d(n)-y(n);并将总残差信号送回给远端;同时,将当前时刻n的近端信号d(n)与当前时刻n的大步长输出值y1(n)相减,得到当前时刻n的大步长残差信号e1(n),c1(n)=d(n)-y1(n);将当前时刻n的近端信号d(n)与当前时刻n的小步长输出值y2(n)相减,得到当前时刻n的小步长残差信号e2(n),e2(n)=d(n)-y2(n);D、滤波器抽头权向量更新D1、仿射投影输入向量的构成将凸组合滤波器在当前时刻n及前P-1个时刻的输入向量X(n),X(n-1),...,X(n-P+1),构成当前时刻n的仿射投影输入向量U(n),U(n)=[X(n),X(n-1) ...X(n-P+1)],其中P代表仿射投影阶数,P=4,8,16;D2、残差信号向量的构成将当前时刻n及前P-1个时刻的总残差信号e(n),e(n-1),...,e(n-P+1),构成当前时刻n的总残差信号向量E(n),E(n)=[e(n),e(n-1),...,e(n-P+1)]T;将当前时刻n及前P-1个时刻的大步长残差信号e1(n),e1(n-1),...,e1(n-P+1),构成当前时刻n的大步长残差信号向量E1(n),E1(n)=[e1(n),e1(n-1),...,e1(n-P+1)]T;将当前时刻n及前P-1个时刻的小步长残差信号e2(n),e2(n-1),...,e2(n-P+1),构成当前时刻n的小步长残差信号向量E2(n),E2(n)=[e2(n),e2(n-1),...,e2(n-P+1)]T;D3、大步长成比例矩阵的计算算出当前时刻n的第l个大步长成比例系数g1,l(n):g1,l(n)=max{ρ1,|w1,l(n)-w1,l(kM)|}其中max表示最大值运算,|·|表示取绝对值运算,ρ1为大步长滤波器的抽头权系数的阈值,其取值范围为0.001~0.01,M为时间窗的长度、其取值范围为100~200,k为时间窗的序号、表示向下取整数运算;

将当前时刻n的第1个到第L个大步长成比例系数g1,1(n),g1,2(n) ...g1,l(n) ...,g1,L(n),构成大步长成比例矩阵G1(n),G1(n)=diag{g1,1(n),g1,2(n) ...g1,l(n) ...g1,L(n)},其中,diag表示构造对角矩阵;D4、小步长成比例矩阵的计算算出当前时刻n的第l个小步长成比例系数g2,l(n):g2,l(n)=max{ρ2,|w2,l(n)-w2,l(kM)|}其中,ρ2为小步长滤波器的抽头权系数的阈值,其取值范围为0.001~0.01:将当前时刻n的第1个到第L个小步长成比例系数g2,1(n),g2,2(n),...g2,l(n),...,g2,L(n),构成小步长成比例矩阵G2(n):G2(n)=diag{g2,1(n),g2,2(n) ...g2,l(n) ...g2,L(n)}D5、抽头权向量更新下一时刻n+1的大步长滤波器的抽头权向量W1(n+1)由下式得出,W1(n+1)=W1(n)+μ1G1(n)U(n)[UT(n)G1(n)U(n)+δIP]-1E1(n):如果当前时刻n的混合参数a(n)大于等于混合参数a(n)的阈值σ,σ=4,则下一时刻n+1的小步长滤波器的抽头权向量W2(n+1)为:W2(n+1)=W(n)+μ2G2(n)U(n)[UT(n)G2(n)U(n)+δIP]-1E2(n);否则,下一时刻n+1的小步长滤波器的抽头权向量W2(n+1)为:W2(n+1)=W2(n)+μ2G2(n)U(n)[UT(n)G2(n)U(n)+δIP]-1E2(n);其中,μ1为大步长滤波器的步长,取值范围为0.5~2.0;μ2小步长滤波器的步长,取值范围为0.005~0.20;δ为防止矩阵求逆计算困难的正常数,取值通常为0.001~0.01,IP为P×P的单位矩阵;E、滤波器权重更新下一时刻n+1的混合参数a(n+1)由下式得出:a(n+1)=a(n)+μαλ(n)(1-λ(n))e(n)(y1(n)-y2(n))其中,μα是混合参数的变化步长值,其取值为1000;进而更新得到下一时刻n + 1 的大步长滤波器的权重系数λ( n + 1 ) ,F、滤波器的权重限定若n+1时刻的混合参数a(n+1)小于等于阈值σ=4的负数,即a(n+1)<=-4,则令a(n+1)=-4,λ(n+1)=0;若n+1时刻的混合参数a(n+1)大于等于阈值σ,即a(n+1)>=4,则令a(n+1)=4,λ(n+1)=1;否则,直接转G步;G、令n=n+1,重复A、B、C、D、E、F的步骤,直至通话结束。