本发明涉及信号领域，具体而言，涉及一种改进的简化最小均方误差方法、装置、存储介质和处理器。
背景技术：
最小均方误差算法（lms）已经广泛应用于各种信号处理的过程中，在对lms算法的研究中，许多学者做出了很大的贡献，使lms算法在实现上变得简洁。例如，在lms算法的权值更新过程中先对输入信号进行简化，得到{-1，0，+1}来代替输入信号进行权值的更新：
通过这样的方式来降低lms算法实现的难度。其中的
虽然现有的lms算法在实现上比较简单，但是它的收敛速度会变慢，进入稳态的时间变长，算法的性能会下降，从而导致现有信号处理性能低，无法满足实际使用情况。
针对现有的最小均方误差算法导致信号处理性能低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种改进的简化最小均方误差方法、装置、存储介质和处理器，以至少解决现有的最小均方误差算法导致信号处理性能低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种改进的简化最小均方误差方法，包括：分别简化待处理信号得到第一简化信号和第二简化信号；根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和所述历史误差信号得到第二权值系数，其中，所述历史误差信号为根据上一待处理信号得到的误差信号，所述第一权值系数和所述第二权值系数为滤波器的权值系数；根据所述第一权值系数对所述第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号，根据所述第二权值系数对所述第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号；根据所述第一滤波信号、所述第二滤波信号和期望信号计算出误差信号，其中，所述期望信号为延时的所述待处理信号。
进一步地，所述分别简化待处理信号得到第一简化信号和第二简化信号包括：所述待处理信号的标准差乘以第一预定常系数得到
进一步地，所述根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和所述历史误差信号得到第二权值系数包括：使用第一步长值根据第一简化信号和所述历史误差信号得到第一权值系数；使用第二步长值根据第二简化信号和所述历史误差信号得到二权值系数，其中，所述第一步长值大于所述第二步长值。
进一步地，所述根据所述第一权值系数对所述第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号，根据所述第二权值系数对所述第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号包括：使用第一滤波阶数根据所述第一权值系数对所述第一简化信号进行滤波得到所述第一滤波信号；使用第二滤波阶数根据所述第二权值系数对所述第二简化信号进行滤波得到所述第二滤波信号，其中，所述第一滤波阶数少于所述第二滤波阶数，所述第一滤波阶数和所述第二滤波阶数为所述滤波器的滤波阶数。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种改进的简化最小均方误差装置，包括：化简单元，用于分别简化待处理信号得到第一简化信号和第二简化信号；更新单元，用于根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和所述历史误差信号得到第二权值系数，其中，所述历史误差信号为根据上一待处理信号得到的误差信号，所述第一权值系数和所述第二权值系数为滤波器的权值系数；滤波单元，用于根据所述第一权值系数对所述第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号，根据所述第二权值系数对所述第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号；计算单元，用于根据所述第一滤波信号、所述第二滤波信号和期望信号计算出误差信号，其中，所述期望信号为延时的所述待处理信号。
进一步地，所述化简单元包括：第一计算模块，用于所述待处理信号的标准差乘以第一预定常系数得到
进一步地，所述更新单元包括：第一更新模块，用于使用第一步长值根据第一简化信号和所述历史误差信号得到第一权值系数；第二更新模块，用于使用第二步长值根据第二简化信号和所述历史误差信号得到二权值系数，其中，所述第一步长值大于所述第二步长值。
进一步地，所述滤波单元包括：第一滤波模块，用于使用第一滤波阶数根据所述第一权值系数对所述第一简化信号进行滤波得到所述第一滤波信号；第二滤波模块，用于使用第二滤波阶数根据所述第二权值系数对所述第二简化信号进行滤波得到所述第二滤波信号，其中，所述第一滤波阶数少于所述第二滤波阶数，所述第一滤波阶数和所述第二滤波阶数为所述滤波器的滤波阶数。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的方法。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的方法。
在本发明实施例中，将待处理信号分别化简为第一化简信号和第二化简信号，再分别根据第一简化信号和第二简化信号，以及根据上一待处理信号的得到的历史误差信号得到第一化简信号对应的第一权值系数和第二化简信号对应的第二权值系数，然后滤波器分别使用第一权值系数和第二权值系数对第一化简信号和第二化简信号进行滤波，得到第一化简信号对应的第一滤波信号和第二化简信号对应的第二滤波信号；并根据第一滤波信号、第二滤波信号和期望信号计算出待处理信号对应的误差信号，从而通过结合两套最小均方误差算法对待处理信号进行处理，得到收敛性能和稳态性能更好的误差信号，进而解决了现有的最小均方误差算法导致信号处理性能低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的改进的简化最小均方误差方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的clipped-lms算法的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的由
图4是根据本发明实施例的一种可选的两个不同
图5是根据本发明实施例的一种可选的由滤波器的步长不同的两个clipped-lms算法进行凸组合的示意图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的两个不同步长的算法组合与两个单独的clipped-lms算法对比的示意图；
图7是根据本发明实施例的一种可选的两个不同滤波器阶数的算法进行凸组合的示意图；
图8（a）是根据本发明实施例的一种可选的滤波器的阶数小的clipped-lms算法的示意图；
图8（b）是根据本发明实施例的一种可选的滤波器的阶数大的clipped-lms算法的示意图；
图8（c）是根据本发明实施例的一种可选的两个不同滤波器阶数的算法组合的clipped-lms算法的示意图；以及
图9是根据本发明实施例的一种可选的改进的简化最小均方误差装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种改进的简化最小均方误差方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种可选的改进的简化最小均方误差方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤s102，分别简化待处理信号得到第一简化信号和第二简化信号；
步骤s104，根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和历史误差信号得到第二权值系数，其中，历史误差信号为根据上一待处理信号得到的误差信号，第一权值系数和第二权值系数为滤波器的权值系数；
步骤s106，根据第一权值系数对第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号，根据第二权值系数对第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号；
步骤s108，根据第一滤波信号、第二滤波信号和期望信号计算出误差信号，其中，期望信号为延时的待处理信号。
根据本发明上述实施例，将待处理信号分别化简为第一化简信号和第二化简信号，再分别根据第一简化信号和第二简化信号，以及根据上一待处理信号的得到的历史误差信号得到第一化简信号对应的第一权值系数和第二化简信号对应的第二权值系数，然后滤波器分别使用第一权值系数和第二权值系数对第一化简信号和第二化简信号进行滤波，得到第一化简信号对应的第一滤波信号和第二化简信号对应的第二滤波信号；并根据第一滤波信号、第二滤波信号和期望信号计算出待处理信号对应的误差信号，从而通过结合两套最小均方误差算法对待处理信号进行处理，得到收敛性能和稳态性能更好的误差信号，进而解决了现有的最小均方误差算法导致信号处理性能低的技术问题。
本发明上述实施例，根据凸组合思想提出了改进的简化最小均方误差算法（clipped-lms算法）的方案，通过两套clipped-lms算法，并对两套clipped-lms算法的滤波输出进行组合，得到收敛性能和稳态性能更好的clipped-lms算法。
需要说明的是，凸组合是一类特殊的线性组合，在本发明中，可以是两套clipped-lms算法的线性组合。
图2是根据本发明实施例的一种可选的clipped-lms算法的示意图，如图2所示，在接收待处理信号后，通过clipped模块对待处理信号进行化简，再通过权值更新模块对化简后的待处理信号进行更新，然后再将更新后的待处理信号通过滤波模块得到待处理信号的估计信号，进而将该预估信号与待处理信号通过延时模块得到的期望信号进行计算，得到待处理信号对应的误差信号输出，并将该误差信号输入到权值跟新模块进行下一轮权值更新。
可选地，clipped模块实现的功能就是把延迟后和误差信号匹配的输入信号进行简化处理，其中，该处理公式如下：
经过简化后的输入信号在权值更新的时候使用。
可选地，在经过简化后，得到简化信号的情况下，可以通过迭代公式进行计算，其中，迭代公式如下：
其中，
需要说明的是，权值更新模块，用于根据简化信号和历史误差信号得到权值系数。
可选地，权值更新模块，可以用于根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和所述历史误差信号得到第二权值系数，其中，所述历史误差信号为根据上一待处理信号得到的误差信号，所述第一权值系数和所述第二权值系数为滤波器的权值系数；
可选地，权值更新模块，可以在上一待处理信号根据上一待处理信号对应的上一权值系数得出上一误差信号的之后，对待处理信号进行处理，可以根据待处理信号对应的简化信号以及上一误差信号对上一权值系数进行更新，得到待处理信号对应的权值系数，其中，上一权值系数包括上一待处理信号对应的第一权值系数和第二权值系数，权值系数包括待处理信号对应的第一权值系数和第二权值系数，简化信号包括待处理信号对应的第一简化信号和第二简化信号。
作为一种可选的示例，权值更新模块，可以在待处理信号a根据权值系数a得出误差信号a的之后，对待处理信号b进行处理，可以根据待处理信号b对应的简化信号b以及误差信号a对权值系数a进行更新，得到待处理信号b对应的权值系数b，其中，权值系数a包括待处理信号a对应的第一权值系数和第二权值系数，权值系数b包括待处理信号b对应的第一权值系数和第二权值系数，简化信号b包括待处理信号b对应的第一简化信号和第二简化信号。
可选地，凸组合可以用公式
可选地，在凸组合的定义中，
作为一种可选的实施例，待处理信号的标准差乘以第一预定常系数得到
采用本发明上述实施例，根据
图3是根据本发明实施例的一种可选的由
其中，
图4是根据本发明实施例的一种可选的两个不同
作为一种可选的实施例，根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和历史误差信号得到第二权值系数包括：使用第一步长值根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数；使用第二步长值根据第二简化信号和历史误差信号得到二权值系数，其中，第一步长值大于第二步长值。
采用本发明上述实施例，通过使用大于第二步长值的第一步长值，根据第一简化信号和历史误差信号得到第一简化信号对应的第一权值系数；根据第二简化信号和历史误差信号得到第二简化信号对应的第二权值系数，从而可以使滤波器根据第一权值系数和第一权值系数分别对第一简化信号和第二简化信号进行滤波，进而得到收敛速度较快的误差信号。
可选地，滤波器可以分为第一滤波器和第二滤波器，其中，第一滤波器使用第一权值系数对第一简化信号进行滤波，得到第一滤波信号；第二滤波器使用第二权值系数对第二简化信号进行滤波，得到第二滤波信号。
图5是根据本发明实施例的一种可选的由滤波器的步长不同的两个clipped-lms算法进行凸组合的示意图，如图5所示，其中，权值更新模块（1）和权值更新模块（2）中的步长设置不同。
可选地，第一步长值大于第二步长值，即第一步长大于第二步长，则权值更新模块（1）中的步长大于权值更新模块（2）中的步长，这样组合后的系统既具有大步长算法在收敛速度上的优势，又具有小步长在稳态性能上的优势。
可选地，两个算法只有在步长上不同，即图中的权值更新模块（1）和权值更新模块（2）不一致。
图6是根据本发明实施例的一种可选的两个不同步长的算法组合与两个单独的clipped-lms算法对比的示意图，如图6所示，组合的收敛性能在速度上比小步长快，在稳态性能上比大步长好。
作为一种可选的实施例，根据第一权值系数对第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号，根据第二权值系数对第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号包括：使用第一滤波阶数根据第一权值系数对第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号；使用第二滤波阶数根据第二权值系数对第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号，其中，第一滤波阶数小于第二滤波阶数，第一滤波阶数和第二滤波阶数为滤波器的滤波阶数。
采用本发明上述实施例，使用小于第二滤波阶数的第一滤波阶数根据第一权值系数对第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号；使用第二滤波阶数根据第二权值系数对第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号，从而滤波器可以根据第一滤波阶数和第二滤波阶数分别对第一简化信号和第二简化信号进行滤波，进而得到收敛性能较快的误差信号。
可选地，滤波器可以分为第一滤波器和第二滤波器，其中，第一滤波器使用第一滤波阶数对第一简化信号进行滤波，得到第一滤波信号；第二滤波器使用第二滤波阶数对第二简化信号进行滤波，得到第二滤波信号。
图7是根据本发明实施例的一种可选的两个不同滤波器阶数的算法进行凸组合的示意图，如图7所示，两组算法在滤波阶数上不一致，在图中显示的是权值更新模块（1）与权值更新模块（2），以及滤波模块（1）与滤波模块（2）均不一致。
可选地，滤波器的滤波阶数上不一致致会导致输出的估计信号的延时不一致，所以需要在阶数少的滤波器后面加一个延时，以保证两个滤波器的估计信号与期望信号匹配。
图8（a）是根据本发明实施例的一种可选的滤波器的阶数小的clipped-lms算法的示意图，图8（b）是根据本发明实施例的一种可选的滤波器的阶数大的clipped-lms算法的示意图，图8（c）是根据本发明实施例的一种可选的两个不同滤波器阶数的算法组合的clipped-lms算法的示意图，可以看出组合的算法收敛性能比阶数小的算法好，和阶数大的相比有微弱的优势。
可选地，组合的两套clipped-lms算法可以通过设置不同的迭代步长、滤波器阶数、以及
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述的改进的简化最小均方误差方法。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的改进的简化最小均方误差方法。
根据本发明实施例，还提供了一种改进的简化最小均方误差装置实施例，需要说明的是，该改进的简化最小均方误差装置可以用于执行本发明实施例中的改进的简化最小均方误差方法，本发明实施例中的改进的简化最小均方误差方法可以在该改进的简化最小均方误差装置中执行。
图9是根据本发明实施例的一种可选的改进的简化最小均方误差装置的示意图，如图9所示，该装置可以包括：化简单元91，用于分别简化待处理信号得到第一简化信号和第二简化信号；更新单元93，用于根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数，根据第二简化信号和历史误差信号得到第二权值系数，其中，历史误差信号为根据上一待处理信号得到的误差信号，第一权值系数和第二权值系数为滤波器的权值系数；滤波单元95，用于根据第一权值系数对第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号，根据第二权值系数对第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号；计算单元97，用于根据第一滤波信号、第二滤波信号和期望信号计算出误差信号，其中，期望信号为延时的待处理信号。
需要说明的是，该实施例中的化简单元91可以用于执行本申请实施例中的步骤s102，该实施例中的更新单元93可以用于执行本申请实施例中的步骤s104，该实施例中的滤波单元95可以用于执行本申请实施例中的步骤s106，该实施例中的计算单元97可以用于执行本申请实施例中的步骤s108。上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。
根据本发明上述实施例，将待处理信号分别化简为第一化简信号和第二化简信号，再分别根据第一简化信号和第二简化信号，以及根据上一待处理信号的得到的历史误差信号得到第一化简信号对应的第一权值系数和第二化简信号对应的第二权值系数，然后滤波器分别使用第一权值系数和第二权值系数对第一化简信号和第二化简信号进行滤波，得到第一化简信号对应的第一滤波信号和第二化简信号对应的第二滤波信号；并根据第一滤波信号、第二滤波信号和期望信号计算出待处理信号对应的误差信号，从而通过结合两套最小均方误差算法对待处理信号进行处理，得到收敛性能和稳态性能更好的误差信号，进而解决了现有的最小均方误差算法导致信号处理性能低的技术问题。
可选地，更新单元可以是权值更新模块。
可选地，更新单元包括：在上一待处理信号根据上一待处理信号对应的上一权值系数得出上一误差信号的之后，对待处理信号进行处理，可以根据待处理信号对应的简化信号以及上一误差信号对上一权值系数进行更新，得到待处理信号对应的权值系数，其中，上一权值系数包括上一待处理信号对应的第一权值系数和第二权值系数，权值系数包括待处理信号对应的第一权值系数和第二权值系数，简化信号包括待处理信号对应的第一简化信号和第二简化信号。
作为一种可选的示例，更新单元包括：在待处理信号a根据权值系数a得出误差信号a的之后，对待处理信号b进行处理，可以根据待处理信号b对应的简化信号b以及误差信号a对权值系数a进行更新，得到待处理信号b对应的权值系数b，其中，权值系数a包括待处理信号a对应的第一权值系数和第二权值系数，权值系数b包括待处理信号b对应的第一权值系数和第二权值系数，简化信号b包括待处理信号b对应的第一简化信号和第二简化信号。
作为一种可选的实施例，化简单元包括：第一计算模块，用于所述待处理信号的标准差乘以第一预定常系数得到
作为一种可选的实施例，更新单元包括：第一更新模块，用于使用第一步长值根据第一简化信号和历史误差信号得到第一权值系数；第二更新模块，用于使用第二步长值根据第二简化信号和历史误差信号得到二权值系数，其中，第一步长值大于第二步长值。
可选地，滤波器可以分为第一滤波器和第二滤波器，其中，第一滤波器使用第一权值系数对第一简化信号进行滤波，得到第一滤波信号；第二滤波器使用第二权值系数对第二简化信号进行滤波，得到第二滤波信号。
作为一种可选的实施例，滤波单元包括：第一滤波模块，用于使用第一滤波阶数根据第一权值系数对第一简化信号进行滤波得到第一滤波信号；第二滤波模块，用于使用第二滤波阶数根据第二权值系数对第二简化信号进行滤波得到第二滤波信号，其中，第一滤波阶数小于第二滤波阶数，第一滤波阶数和第二滤波阶数为滤波器的滤波阶数。
可选地，滤波器可以分为第一滤波器和第二滤波器，其中，第一滤波器使用第一滤波阶数对第一简化信号进行滤波，得到第一滤波信号；第二滤波器使用第二滤波阶数对第二简化信号进行滤波，得到第二滤波信号。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器（rom，read-onlymemory）、随机存取存储器（ram，randomaccessmemory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。