一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法及回馈方法与流程

技术特征：

1.一种时频记忆子带比例自适应回声消除方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一

将远端信号x(n)和近端接收到的包含回声的信号d(n)输入至分析滤波器组F₀(z),F₁(z),…F_N-1(z)中，其中n表示时间刻度，F_i(z)i＝1,2,…N-1表示分析滤波器组的Z域传递函数，分析滤波器组包含N个分析滤波器，分析滤波器的长度为M，将信号在频域上均匀分割为N个等带宽的子带远端信号x₀(n),x₁(n),…x_N-1(n)和N个等带宽的子带近端信号d₀(n),d₁(n),…d_N-1(n)；

步骤二

远端子带信号x₀(n),x₁(n),…x_N-1(n)和近端信号子带d₀(n),d₁(n),…d_N-1(n)进行降低速率的N倍抽取，得到降速后的子带信号x₀(p),x₁(p),…x_N-1(p)、d₀(p),d₁(p),…d_N-1(p)，其中p表示时间刻度，且p＝n/N；

步骤三

按公式一计算p时刻N个子带回波估值向量，

其中X_i(p)＝[x_i(p),x_i(p-1),…x_i(p-D+1)]为第i个输入子带矩阵，其维数为L×D，D是投影阶数，x_i(p)＝[x_i(pN),x_i(pN-1),…,x_i(pN-L+1)]^T为滤波器第i个子带输入向量，w(p)＝[w₀(p),w₁(p),…w_L-1(p)]^T为p时刻滤波器抽头权值向量，其具体数值由p-1时刻回波消除过程中已知，且在起始0时刻，w(0)＝[0,0,…0]^T，L为抽头个数，L＝256～1024，T表示共轭转置运算；

步骤四

按公式二计算第i个子带的误差估计向量，

其中e_i,D(p)＝[e_i,0(pN),e_i,1(pN-1),…e_i,L-1(pN-L+1)]^T是维数为L×1的误差子带向量，d_i,D(p)＝[d_i,0(pN),d_i,1(pN-1),…d_i,L-1(pN-L+1)]^T表示近端子带信号向量；

步骤五

按公式三计算第i个子带比例因子向量，

c_i(p)＝[c_i,0(p),c_i,1(p),…c_i,L-1(p)]^T 公式三

c_i,l(p)为c_i(p)的第i个元素，

$c_{i,l}\left(p\right)=\frac{1-\mathrm{\ζ}}{2L}+(1+\mathrm{\ζ})\frac{|w_i\left(p\right)+{\mathrm{\θ}}_{i-1,i}\left(p\right)|}{2{\mathrm{\Σ}}_{l=0}^{L-1}|w_l\left(p\right)+{\mathrm{\θ}}_{i-1,l}\left(p\right)|+\mathrm{\σ}},$

其中ζ取0.5为比例尺度因子，其取值范围-1＜ζ＜1，σ＝0.001为格式化因子，θ_i-1,l(p)表示第i-1个子带信号对第l个权系数的增量贡献因子，为比例因子的频域记忆因子，当i＝0时，θ_i-1,l(p)＝0，同时按照上述方法，计算p-1时刻，p-2时刻,……,p-D+1时刻的子带比例因子向量c_i(p-1)，c_i(p-2)，……,c_i(p-D+1)，D为比例因子的时域记忆刻度；

步骤六

通过子带输入信号矩阵和比例因子向量按公式四计算比例输入矩阵

其中表示向量的hadmard积；

步骤七

按公式五计算第i个子带权向量增量θ_i(p)

其中λ＝0.001为格式化因子，I为D×D维单位矩阵，λI为对角元素为λ的对角矩阵，μ＝0.1为步长因子，其取值范围0＜μ＜2；

步骤八

回到步骤四，根据步骤四至步骤七计算出所有子带权向量增量，即

θ_i(p)i＝1,2,…N-1；

步骤九

抽头权值向量按照公式六进行更新，

最终得到p+1时刻的权值向量w(p+1)，其维数为L×1；

步骤十

回到步骤三,计算p+1时刻N个子带回波估向量，

其中X_i(p+1)为p+1时刻滤波器第i个子带输入矩

阵，其维数为L×D，w(p+1)为步骤九中计算出的p+1时刻滤波器抽头权值向量，其维数为L×1；

步骤十一

按公式七从包含有回波信号的p+1时刻近端输入d_i,D(p+1)(i＝1,2,…N-1)中减去回波干扰估计值，

其中e_i,D(p+1)是干扰消除后的误差信号，包含近端有用信号和残留回波，其维数为L×1，d_i,D(p+1)＝[d_i,0(pN+1),d_i,1(pN),…d_i,L-1(pN-L)]^T表示p+1时刻近端子带信号，其维数为L×1，

最终完成回波干扰消除。

2.如权利要求1所述的时频记忆子带比例自适应回声消除方法，其特征在于，所述步骤一中分析滤波器组中的N个分析滤波器为离散余弦滤波器。

3.如权利要求1所述的时频记忆子带比例自适应回声消除方法，其特征在于，所述步骤三中D取值范围为4-8。

4.如权利要求1所述的时频记忆子带比例自适应回声消除方法，其特征在于，所述步骤五中比例因子采用μ-law比例因子替换，按公式八计算，

其中β_i,l(p)的计算方式为

β_i,l(p)

＝max{ρmax[δ，T(|w₀(p)|)，…，T(|w_l-1(p)|)，T(|w_l(p)|)]}

T(·)函数定义为

T(|w_l(p)|)＝ln(1+η|w_l(p)|),η＝1/ε

其中ρ，δ和ε选值为ρ＝5/L，δ＝0.01，ε根据环境噪声，选取为噪声的数量级。

5.如权利要求1所述的时频记忆子带比例自适应回声消除方法，其特征在于，所述步骤五中比例因子采用改进型比例因子替换，按公式九计算，

其中尺度因子ζ可变，其计算方式为

Γ×max(R(p))为选值门限，Γ的典型值为0.1，κ₁的取值范围为-1～-0.98，κ₂的取值范围为0.98～1。向量R(p)计算方式为

R(p)＝[r₀(p),r₁(p),…r_L-1(p)]

r_l(p)＝max{ρmax[|w₀(p)|,…,|w_L-1(p)|],w_l(p)|}。