一种用于数字助听器中的自适应回波抵消方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及语音信号处理技术领域，尤其设及一种自适应回波抵消方法。
【背景技术】
[0002]NLMS(NormalizedLeastMeanSquare)是一种基于逐点更新滤波器系数的算法， 思想是每输入到滤波器中一个数据滤波器所有系数更新一次。此算法实现简单，但是增加 了计算量，使得其实现程序频繁跳转，造成系统资源浪费、处理延时大、系统效率低，对于实 时性高、功耗低的助听器来说，此算法不宜采用。
[000引为了解决程序的频繁跳转，先后提出了BLMS炬lockedLM巧算法，一种块更新滤 波器系数的算法，思想是每输入S(S〉1)个数据，滤波器所有系数更新一次。很大程度上减 少了运算量，但是其步长参数是固定不变的，导致性能不理想。基于上述原因，很多助听器 中采用了NLMS与BLMS组合而成的NBLMS算法，其中的步长参数是W输入信号的功率作为 归一化的，此算法基于块更新滤波器系数，虽然解决了NLMS的资源浪费的问题，但是收敛 精度较低、回波残留大、效果比较差，远远不能满足现阶段体积逐渐变小的助听器的性能要 求。
[0004] 数字助听器体积较小、功耗较低，则要求算法复杂度低并且保证处理后的语音具 有较高的可懂度和清晰度。因此，结合NLMS与NBLMS算法的思想，提出一种改进算法NBLMS_ M-K，该里的M指的是周期，即个点作为一个周期，K指的是滤波器的前K个系数。同时， 步长参数做了改进，用估计误差而不是输入信号作为归一化的指标。此算法既解决了NLMS 算法的逐点更新问题，同时又改变了NBLMS算法性能低的问题，能够满足数字助听器的要 求。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种对数字助听器中产生的回波进行 实时模拟并自动消除的自适应回波抵消方法。该方法的主要思想是在WM为一个周期内， 每来一个信号点对前K个滤波器抽头系数进行更新（我们认为距离当前时刻越远的信号对 当前时刻的影响越小，对当前滤波器的系数影响越小），在第M个信号点进入系统时，对全 部的滤波器系数进行更新。该样做的主要原因是，前M个信号点对当前时刻的影响较大，对 当前的滤波器系数影响较大，减小了运算量。
[0006] 该方法的实现运用了W下技术：
[0007]设置一个周期为M的计数器来统计输入的数据次数；
[000引计数器的值小于M时，更新自适应滤波器的前K个抽头系数；
[0009]计数器的值等于M时，更新自适应滤波器的所有抽头系数；
[0010] 用自适应滤波器的估计误差平方和作为归一化的指标。
[0011] 本发明的有益效果是：本发明提出的自适应回波抵消方法既能降低运算复杂度， 又能保证算法的性能。
【附图说明】
[0012] 图1是自适应回波抵消的原理图；
[001引 图2是本发明的NBLMS_M-K方法的程序流程图。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0015] 附图1是本发明的原理图，利用自适应算法估计回波路径，用w(n)表示，通过当前 的误差反馈e(n)修正当前的滤波器系数W(n)，下一时刻时，再计算y(n)与d(n)的差e(n)， 再利用下一时刻时的e(n)去更新修正w(n)，该样不断的迭代，达到收敛，使得V(n)和y(n) 相等，达到消除回波的目的。
[0016] 附图2是本发明的NBLMS_M-K方法的程序流程图，对滤波器的L个抽头系数分两 部分进行处理，即0~K-1和K~L-1两部分化<L)。
[0017] 假定n时刻输入到滤波器的信号为許的=权(n)，x(n_1), ...,x(n_L+1)}，n时 刻的期望信号d(n)，设置计数器h= 0 ;
[0018] (1)计算出滤波器的估计输出y(n) =wT(n) * %n)和估计误差e(n)= d(n)-y(n)；
[0019] (2)假定计数器的值小于M，则调整滤波器的前K个抽头系数：
[0020] w(i，n+1) =w(i，n)+2*y(n)*e(n)*x(n-i)
[0021] 其中，步长参数
[0022]
【主权项】
1. 一种用于数字助听器中的自适应回波抵消方法，其特征在于，将所述数字助听器中 的滤波器的抽头系数分为两部分进行更新处理，具体步骤如下： 步骤A1 :若计数器的值小于M，则调整滤波器的前K个抽头系数：w(i,n+1) =w(i，n) +2*y(n)*e(n)*x(n_i)，i= 1，??，K; 步骤A2 :若计数器的值等于M，则调整滤波器所有抽头系数
其中
I?为n时刻输入到滤波器的信号，e(n)为 误差反馈，y(n)为步长参数。
2. 根据权利要求1所述的自适应回波抵消方，其特征在于：步长参数y(n)的作用在 于将估计误差e(n)作为步长归一化的指标，其估计公式如下：
3. 根据权利要求1所述的自适应回波抵消方法，特征在于：所述估计误差e(n)= d(n)-y(n)，其中d(n)为n时刻的期望信号，d(n) =v(n)+sig(n)，v(n)为n时刻的实际回 波信号，sig(n)为n时刻的语音信号，y(n)为滤波器的输出
【专利摘要】本发明提出了一种适用于数字助听器中的自适应回波抵消方法NBLMS_M-K，在以M为一个周期内，每来一个信号点对前K个滤波器抽头系数进行更新，在第M个信号点进入系统时，对全部的滤波器系数进行更新。该方法既降低了算法的复杂度，又保证处理后的语音具有较高的可懂度和清晰度，满足了数字助听器体积小、功耗低的要求。
【IPC分类】H04R25-00
【公开号】CN104703107
【申请号】CN201510066773
【发明人】樊滨温, 蒋贤慧, 王明江, 刘明, 王兆阳, 张健, 曹彬, 曾伟浩
【申请人】哈尔滨工业大学深圳研究生院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月6日