免疫算法自适应滤波器对白噪声的抑制

实际信号经常会受到白噪声及高次谐波的影响,由于白噪声频谱分布在整个实数域,常用的滤波器很难将其滤除。讲述了自适应滤波器的原理及用免疫算法自适应滤波器,对白噪声及高次谐波进行抑制的方法。通过免疫算法对自适应滤波器的权向量进行优化,并用均值滤波的方法对自适应滤波器的滤波结果进行进一步滤波,然后用MATLAB对该算法进行仿真。将免疫算法自适应滤波器的仿真结果和LMS滤波算法的仿真结果进行比较,表明免疫算法自适应滤波器能对白噪声及高次谐波进行有效的抑制。     

基于并行技术和流水线的LMS自适应滤波算法

针对现有自适应滤波算法中数据处理效率低的问 题,提出了基于并行技术和流水线的最小均方误差（Least mean square,LMS）自适应滤波算法。该算法构建基 于并行技术的多输入多输出滤波器结构,成倍提高系统滤波处理速度;设计基于流水线的LMS 自适应滤波权系数求解方法,有效改善了权系数计算效率。最后利用现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)对该算法进行了验 证,结果表明,对于四级并行流水线四阶LMS自适应滤波器,其数据处理速率提高了约8倍,在相同的数据处理速率下,其功耗可降低约84%,从而提高了LMS自适应滤波处理速率,降低了系统功耗,实现了高速、超高速数据流的实时自适应滤波 处理。     

基于LMS算法自适应噪声抵消器的分析研究

自适应信号处理的理论和技术已经成为人们常用的语音去噪技术,而Matlab为其提供了更为方便快捷的方法来对语音信号进行消噪处理。通过介绍自适应滤波器原理,在对自适应滤波器相关理论研究的基础上,重点研究了LMS自适应滤波算法,并对LMS自适应算法进行了分析,用Matlab对其进行了仿真和实现。     

基于DSP的自适应滤波器的实现

在数字信号处理过程中,常常要处理一些无法预知的信号、噪声或时变信号,如果采用具有固定滤波系数的数字滤波器无法实现最优滤波。实现较好的滤波,必须设计自适应滤波器,以跟踪信号和噪声的变化。主要根据自适应滤波的结构及原理并对最小均方误差(LMS)算法进行了研究,同时在DSP的集成开发环境下利用C语言编程设计一个16阶LMS自适应滤波器,并在软件模拟器上实现了仿真。通过不断调整滤波器的自适应步长,对实验结果进行对比分析,最后给出了结论。     

基于多DSP系统的并行延时LMS算法的实现

随着对信号处理要求的不断提高，基于AD公司21xx系列16位定点DSP中的ADSP-2181提出了一种具有很强适应性与灵活性的多DSP结构，同时介绍了基于FIR滤波器的自适应滤波算法，包括常规LMS算法，延时LMS算法，以及基于二输入二输出FIR滤波器的并行延时LMS算法，详细介绍了易于实现并行和流水线结构并行延时LMS算法，并将自适应滤波中的两大热点——自适应算法的研究与高速信号处理的实际工程相结合，重点研究了并行延时LMS算法在多DSP结构中的实现，体现了并行算法的优越性。     

正比例扩展相关LMS算法

传统的回声消除系统无法在嘈杂的双工环境下工作.由于双工信号的干扰,误差信号不能正确地指导滤波器系数的更新.本文中提出了一种基于相关函数的自适应滤波算法,扩展型相关函数LMS(ECLMS)算法.计算机仿真结果显示E-CLMS算法的表现要优于传统LMS算法.然而,ECLMS的收敛速度仍然不能令人满意.为了提高ECLMS算法的收敛速度,本文推出了一种新的正比例步长调整算法,针对自适应滤波器系数的每一个抽头,提供一个合理的步长调整参数.计算机仿真结果证实了正比例扩展相关LMS算法理论的正确性.     

基于TMS320C6713DSK的自适应滤波器实现

自适应滤渡器可时信号实现最优的滤波效果.简要介绍了利用TI公司的TMS320C 6713DSK实现自适应滤波器的设计方案,自适应滤波算法采用易于实现的LMS算法.通过对一段音频信号的仿真实验证明:利用DSP实现的自适应滤波能够实时地对信号进行处理,在运算速度上要比其他的软件实现的自适应滤波器快很多.     

基于LMS算法的自适应滤波器的仿真分析

本文介绍了基于LMS算法实现的自适应滤波器,并在MATLAB环境下进行仿真分析。通过仿真结果,证明该滤波器可以实现对信号噪声的自适应滤除,而且与普通滤波器相比,具有易于实现、滤波速度快,而且结构更为简单。     

基于谱减和LMS的自适应语音增强

针对宽带噪声背景下的语音增强问题,将短时语音视为非平稳或宽平稳信号,基于谱减法和自适应滤波的最小均方（LMS）算法,提出了一种FIR型自适应滤波算法（SSLMS）：用减谱法由短时噪声观测语音估计期望信号,作为滤波器输出信号的参考信号;用滤波器的输出与参考信号的差值为误差信号,用LMS算法求得滤波器权系数修正量,并修正滤波器。权系数最速下降调整中,采用了归一化LMS、符号LMS、块LMS技术,以简化保证权系数收敛的步长选择、减少权系数修正的运算量,从而提高自适应速度。对不同的语音在各种信噪比下仿真实验,并与改进的谱减法比较,结果表明,该法增强效果优于谱减法;在信噪比为3 dB时该法的增强效果仍然令人满意。     

智能天线自适应滤波器算法研究及分析比较

对几种最常见的智能天线LMS自适应滤波器算法进行了较全面的性能比较,并利用Matlab程序仿真分析了不同算法的误差、收敛速度和稳定性等.分析结果表明,改进的LMS自适应滤波器算法相对于传统的LMS自适应滤波器算法在减小误差方面优势明显.     

非高斯噪声下的回声消除算法研究

回声消除一直是信号处理领域的热门研究方向,其中自适应滤波器是在回声消除问题中最为广泛应用的技术,但自适应滤波算法主要是在基于高斯噪声条件下的应用,而现实环境广泛存在着非高斯的噪声,这严重影响了基于L2范数的自适应噪声滤波算法的噪声消除性能。为解决回声消除方法对非高斯噪声的适用性问题,根据回声路径具有明显的稀疏系统特性,结合比例矩阵的设计思想以及符号算法(SA),提出一种改进的MIPNSA算法。该滤波算法既能很好地适应于不同的背景噪声,同时也在较大程度上增强了对稀疏系统的适应能力。仿真测试结果表明,在高斯噪声和非高斯噪声条件下,本算法比现有的一些算法的回声消除效果更佳。     

IP会议电话回声消除器的设计及仿真

目前最小均方（LMS）自适应算法已经成为IP电话回声消除器采用的主要算法。但在一些特别的场合,在IP会议电话中,用于回波抵消的自适应滤波器的阶数非常高,要实时实现自适应回波抵消是非常困难的。介绍了一种归一化快速块最小均方算法（NFBLMS）,相比LMS算法,它不仅可以有效减小运算复杂度,同时也能改善收敛速度。最后在MATLAB中生成符合G.168要求的带限复合信号源作为远端参考信号。并运用MATLAB对算法进行仿真,仿真结果表明NFBLMS算法的各项性能指标要优于LMS算法,从而适用于IP会议电话的要求。     

基于分段块频域自适应滤波算法的长延时回声消除

在网络电话、电话会议、车载电话、IP电话等免提电话系统以及其他一些通信系统中,要想得到高质量的回声消除效果,必须抑制声学回声、尤其是长延时回声.然而对于长延时回声的抑制,如果采用传统的基于LMS/NLMS的自适应算法,则会产生大而复杂的计算量,且收敛速度慢.为解决此问题,本文对分段块频域自适应滤波算法进行了研究,即首先对该算法进行了描述,然后通过录制两个语音信号进行仿真.仿真结果表明,该方法具有非常好的长延时声学回声消除效果.     

Performance analysis of under-modelling stereophonic acoustic echo cancellation by adaptive filtering LMS algorithm

This paper addresses the field of stereophonic acoustic echo cancellation (SAEC) with adaptive filtering algorithms. In SAEC applications, using the least mean square (LMS) algorithm, it is usually assumed that the lengths of the adaptive filters are equal to that of the unidentified system responses. Although, in many realistic situations, under-modelled lengths adaptive filters, whose lengths are less than that of the unidentified systems (under-modelled systems), are employed, and analysis results for the exact modelled stereophonic LMS algorithm are not automatically appropriate to the under-modeled lengths. In this paper, we present a statistical analysis of the under-modeled stereophonic LMS algorithm. Exact expressions and deterministic recursive equations to the mean coefficients behavior of the adaptive LMS filters are derived to completely characterize and assess the performances (transient and steady-state) of the under-modeling stereophonic LMS algorithm. The expected theoretical behaviour is compared with Monte Carlo simulations and practical experimental results, showing a very good agreement.     

一种使用双滤波器的回声消除算法

首先讨论了回声消除中的双端发声问题，指出传统的双端发声检测方法用于回声消除时，其不可避免的误检会导致回声消除系统性能严重恶化，使系统不稳定。本文提出一种使用双滤波器的回声消除算法。该算法使用自适应滤波器跟踪回声信道，使用一个辅助滤波嚣和自适应滤波器一起完成回声消除。实验结果表明．谊算法与传统算法相比，运算量相当;但在双端发声期间，该算法稳定性更高，回音往返损耗增强（Echo return loss enhancement，ERLE）有明显的改善。     

An improved new error estimation algorithm for optimal filter lengths for stereophonic acoustic echo cancellation

In this paper, we propose an new error estimate algorithm (NEEA) for stereophonic acoustic echo cancellation (SAEC) that is based on the error estimation algorithm (EEA) in [Nguyen-Ky T, Leis J, Xiang W. An improved error estimate algorithm for stereophonic acoustic echo cancellation system. In: International conference on signal processing and communication systems, ICSPCS’2007, Australia; December 2007]. In the EEA and NEEA, with the minimum error signal fixed, we compute the filter lengths so that the error signal may approximate the minimum error signal. When the echo paths change, the adaptive filter automatically adjusts the filter lengths to the optimum values. We also investigate the difference between the adaptive filter lengths. In contrast with the conclusions in [Khong AWH, Naylor PA. Stereophonic acoustic echo cancellation employing selective-tap adaptive algorithms. IEEE Trans Audio, Speech, Lang Process 2006;14(3):785-96, Gansler T, Benesty J. Stereophonic acoustic echo cancellation and two channel adaptive filtering: an overview. Int J Adapt Control Signal Process 2000;4:565-86, Benesty J, Gansler T. A multichannel acoustic echo canceler double-talk detector based on a normalized cross-correlation matrix. Acoust Echo Noise Control 2002;13(2):95-101, Gansler T, Benesty J. A frequency-domain double-talk detector based on a normalized cross-correlation vector. Signal Process 2001;81:1783-7, Eneroth P, Gay SL, Gansler T, Benesty J. A real-time implementation of a stereophonic acoustic echo canceler. IEEE Trans. Speech Audio Process 2001;9(5):513-23, Gansler T, Benesty J. New insights into the stereophonic acoustic echo cancellation problem and an adaptive nonlinearity solution. IEEE Trans. Speech Audio Process 2002; 10(5):257-67, Benesty J, Gansler T, Morgan DR, Sondhi MM, Gay SL. Advances in network and acoustic echo cancellation. Berlin: Springer-Verlag; 2001], our simulation results have shown that the filter lengths can be different. Our simulation results also confirm that the NEEA is better than EEA and SM-NLMS algorithm in terms of echo return loss enhancement.     

归一化LMS算法在IP电话回声消除的研究

自适应滤波是IP回声消除的核心。该文针对声学回声消除的原理、基本算法以及实现过程中的一些关键问题进行了讨论与研究,并提出了适用于计算机软件实现的一种改进的LMS算法,即归一化LMS算法,通过实验结果证明它能够提高收敛性能,改善通话质量。     

基于并行滤波器的回波抵消技术方案

为了提高数字直放站回波抵消的收敛速度,首先研究了基于自适应滤波器的回波抵消技术,然后对其中的自适应滤波器的递推算法进行改进,形成了两个自适应滤波器并行计算、联合递推更新权值的技术方案。由于调节两个自适应滤波器权值的误差信号产生方式不同,方案可分为两种：方案一将回波抵消后的信号同时作为调节两个滤波器权值的误差信号(同时);方案二将天线接收信号与第一个滤波器输出信号的差值作为调节第一个滤波器权值的误差信号,而将该误差信号与第二个滤波器输出信号的差值作为调节第二个滤波器权值的误差信号(分别)。仿真结果表明,改进技术方案使回波抵消收敛速度提高11.11%~17.78%,从而有效改善了数字直放站回波抵消收敛速度慢的状况。     

智能音箱中的一种快速回声消除算法

考虑到智能音箱中多采用麦克风阵列作为拾音装置,而单通道自适应滤波技术对声学回声消除具有失真性和复杂性,提出一种麦克风阵列快速回声消除算法。该算法首先用自适应滤波技术估计第一通道回声,然后估计阵列间的相对回声传递函数,把两者相乘得到其他通道回声;其次,把估计出的回声和噪声当作广义旁瓣抵消器（GSC）波束形成下支路的噪声参考信号,利用GSC波束形成算法去除回声和噪声。仿真结果表明,在中度混响、远距离、低回噪比且用音乐作为回声环境时,该算法具有良好的回声消除与噪声抑制性能,不仅运算量小,而且使目标语音信号具有较高的信源失真率和可懂度。     

变步长比例归一化子带自适应滤波算法研究

针对欠定模型条件下定步长比例归一化子带自适应滤波(PNSAF)算法收敛速度和稳态误差之间的矛盾,提出了一种变步长VSS-PNSAF算法。该算法将系统干扰噪声和欠定模型噪声对系统性能的影响考虑进滤波器系数更新过程中,利用后验误差对其进行补偿,根据先验误差与后验误差之间的联系,导出了一种适用于比例归一化子带自适应滤波算法的步长调节方法。该算法综合了子带自适应滤波、比例自适应算法及变步长方法的优点。仿真结果表明:与定步长比例归一化子带自适应滤波算法相比,所提算法具有更低的稳态误差和更快的收敛速度。