1.一种组合步长成比例仿射投影回声消除方法,其步骤如下:A、信号采集
将电话的扬声器发出的信号采样,得到当前时刻n的声音信号离散值x(n);同时,将电话的麦克风感应出的信号采样,得到当前时刻n的期望信号离散值d(n);
B、回声信号估计
将声音信号离散值x(n)在n到n-L+1时刻的值x(n),x(n-1)...,x(n-L+1),构成当前时刻n的自适应滤波器输入向量x(n),x(n)=[x(n),x(n-1)...,x(n-L+1)]T,其中,L表示自适应滤波器的长度,L=512或1024,上标T代表转置;
将声音信号离散值x(n)作为输入信号输入自适应滤波器,得到当前时刻n的自适应滤波器的输出信号 其中,w(n)为当前n时刻自适应滤波器的权值向量,其长度等于L,初始值为零向量;
C、回声抵消
将A步得到的当前时刻n的期望信号离散值d(n),减去当前时刻n的自适应滤波器的输出信号 得到当前时刻n的误差信号e(n);并将当前时刻n的误差信号e(n),作为消除回声后的干净信号传送给远端;
D、自适应滤波器的误差向量计算
D1、用当前时刻n到时刻n-M+1的自适应滤波器输入向量x(n),x(n-1),...,x(n-M+1),构成自适应滤波器在当前时刻n的输入矩阵X(n),X(n)=[x(n),x(n-1),...,x(n-M+1)],其中,M为仿射投影阶数,其取值范围为4~10;
D2、用当前时刻n到时刻n-M+1的期望信号d(n),d(n-1),...,d(n-M+1),构成当前时刻n的期望信号向量d(n),d(n)=[d(n),d(n-1),...,d(n-M+1)]T;
D3、将当前时刻n的期望信号向量d(n)减去当前时刻n的输入矩阵X(n)的转置与自适应滤波器的权值向量w(n)的乘积,得到当前时刻n的自适应滤波器的误差向量e(n),e(n)=d(n)-XT(n)w(n);
E、自适应滤波器的权值更新
E1、比例因子的计算
当前时刻n的自适应滤波器的第i个比例因子gi(n),由下式得出:其中,wi(n)为自适应滤波器在当前时刻n时刻的权值向量w(n)的第i个元素,i∈[1,L],||·||1表示求向量的1-范数,κ是成比例性控制参数k∈[-1,1],ε是正则化参数,其取值为
0.0001~0.001;
将当前时刻n的自适应滤波器的所有比例因子g1(n),g2(n)...gi(n)...,gL(n),构成自适应滤波器在当前时刻n的列向量G(n),G(n)=[g1(n),...gi(n)...,gL(n)]T;
E2、成比例中间矩阵的计算
将初始时刻n=0的自适应滤波器的比例因子列向量G(0)的对角矩阵diag{G(0)}与初始时刻n=0的自适应滤波器的输入矩阵X(0)相乘,得到初始时刻n=0的成比例中间矩阵P(0),P(0)=diag{G(0)}X(0);
根据自适应滤波器在当前时刻n的比例因子列向量G(n)和当前时刻的自适应滤波器输入向量x(n),由下式计算得到L行M列的当前时刻n的成比例中间矩阵的P(n),P(n)=[G(n)⊙x(n),P-1(n)],其中,⊙表示点乘运算,P-1(n)由前一时刻(n-1)的中间矩阵P(n-1)的前面M-1个列向量构成;
E3、自适应滤波器的权值更新
当前时刻n的自适应滤波器的权值更新增量Δw(n),由下式得出:Δw(n)=P(n)[δ×I+XT(n)P(n)]-1e(n),其中,I表示一个M×M的单位矩阵,[·]-1表示求逆矩阵,δ是稳定控制参数、其取值为
0.001~0.01;
F、组合步长的计算
F1、当前时刻的组合步长辅助参数a(n)按以下公式得出:a(n)=a(n-1)+μa(μ1-μ2)[λ(n-1)(1-λ(n-1))+θ]e(n)xT(n)Δw(n-1)其中,μa是组合步长的学习控制参数,取值为100~300;μ1是大步长,其值为1;μ2是小步-5长,其取值范围为0<μ2≤0.1;θ是组合步长稳定参数,取值为1×10 ;Δw(n-1)是前一时刻(n-1)自适应滤波器的权值更新增量,其初始值Δw(0)为0;辅助参数a(n)的初始值为a(0)=4;λ(n-1)为前一时刻(n-1)的步长混合参数,其初始值λ(0)为0;
F2、步长混合参数的的计算
当前时刻n的步长混合参数λ(n)按以下方法得出:如果 则λ(n)=0;
如果 则λ(n)=1;
如果 则
其中,C是一个混合控制常数,取值范围是2~4;
F3、组合步长的计算
当前时刻n的组合步长μ(n)由下式得出:
μ(n)=λ(n)μ1+(1-λ(n))μ2
G、自适应滤波器的权值更新
根据步骤E计算得到的自适应滤波器的权值更新增量Δw(n)和步骤F计算得到的组合步长μ(n),更新得到下一时刻(n+1)的自适应滤波器的权值向量w(n+1),w(n+1)=w(n)+μ(n)Δw(n);
H、重复
令n=n+1,重复A、B、C、D、E、F、G的步骤,直至通话结束。