回声抵消的相关函数RLS算法

在自适应回声抵消领域中,传统自适应滤波算法在双方对讲情况下需停止调节滤波器系数.为克服上述缺点,在相关函数分析的基础上,为提高通信质量,提出结合时变遗忘因子和基于平方根卡尔曼滤波的递推最小二乘(Recursive Least Square, RLS)算法.对相关函数分析克服了双方对讲情况下需停止滤波器系数更新.同时,由于遗忘因子的时变特性,使得算法收敛速度和跟踪性能均得到了明显的改善.而平方根卡尔曼滤波方法的引入也降低了算法对计算设备精度的要求.借助标准数据进行仿真,结果表明,算法在双方对讲情况下具有良好的回声抵消效果.     

一种基于半盲源分离的回声抵消方法

传统的声学回声抵消算法中双端对讲会导致自适应滤波器的更新受到影响,因此一般需要配合双端对讲检测技术来调节滤波器的更新速度.本文提出了一种基于半盲源分离的无需双端对讲检测的频域回声抵消方法.假设近端和远端信号为零均值复高斯分布的前提下,在半盲源分离问题的框架中采用最大似然估计得到回声路径,在估计回声路径的更新过程中引入对...     

一种改进的集员滤波仿射投影算法

在优化算法的研究中,集员滤波的仿射投影算法具有比传统仿射投影算法迭代次数少、计算量小等优点,但实际应用中,算法的计算复杂度与滤波器长度成正比,当滤波器长度较大时限制了实时实现.为减少误差,实时运行,提出了一种改进算法.算法中当输出误差小于给定误差门限时,滤波器系数不必进行调节;否则将滤波器系数分成多个系数子集,通过仅更新权系数某一子集的方法,减少了原算法每次迭代中需更新的抽头权系数个数.采用一个声回波消除方法进行仿真.仿真验证了改进算法的性能,表明新算法与基于集员滤波的仿射投影算法相比,具有更快的收敛速度,并降低了计算复杂度.     

变速率更新自适应算法在回声抵消中的应用

通过对回声抵消的实际应用环境进行分析, 本文提出一种动态改变滤波器权系数更新速率的算法. 该算法在权系数的更新速率与误差信号之间建立一种非线性函数关系, 具有在环境突变阶段, 滤波器系数的更新速率自动变快, 而在稳态阶段更新速率很慢的特点, 可以极大地降低自适应滤波器算法的运算量. 理论分析和计算机仿真结果表明该算法具有良好的收敛性能和跟踪性能, 稳态误差的水平与传统算法保持一致.     

一种计算复杂度低的双端通话检测算法

在声学回音消除中,近端语音的出现会导致模拟回音路径的自适应滤波器发散,一个成熟的声学回音消除器应该包含有双端通话检测算法。针对这个问题,提出了一种计算复杂度低的、基于麦克风信号与误差信号的互相关双端通话检测算法。同时,该算法与滤波器系数缓存机制相结合以进一步提高系统的鲁棒性。实验结果表明,该算法具有良好的检测性能,可以对双端通话的出现和消失做出快速响应,同时能显著提高系统在双端通话环境下的回音消除效果。     

适用于即时翻译系统的改进仿射投影算法 *

针对即时翻译系统应用中存在双端对讲干扰和模型噪声的问题,提出了一种适用于便携式即时翻译系统的改进变步长仿射投影算法。新算法在收敛步长中引入近端信号能量统计量和滤波器收敛程度统计量,根据统计量的改变实时调整步长参数,防止算法发散。仿真结果表明,与传统自适应滤波算法和改进仿射投影算法相比,所提出的算法不但可以有效克服双端对讲干扰,而且在收敛速度、稳态失调等方面也有明显改善。     

一种低复杂度的稀疏控制MPNLMS算法

稀疏控制算法将稀疏性系数加入到步长控制因子递推计算过程中,加速了传统回声消除算法的收敛速度。但其快速收敛与低复杂度是一对矛盾的需求。针对这一矛盾,提出了一种基于集员滤波的稀疏控制MPNLMS算法（SM-SCMPNLMS）。该算法中只有当参数估计误差大于给定的误差门限时滤波器系数才进行迭代更新,从而有效地减少了滤波器系数的迭代次数。在稀疏、色散路径以及路径突变三种环境下进行了仿真,结果表明新算法在降低计算复杂度的同时,表现出了与稀疏控制MPNLMS算法同样优良的收敛速度和稳态回波返回损失强度。     

基于分数阶傅立叶变换的水下动目标检测

当发射信号为线性调频信号(LFM)时,水下动目标径向运动速度使得回波和副本不匹配,从而导致传统的最佳检测器——匹配滤波器对线性调频信号的检测性能下降。动目标的回波信号依然为LFM信号和分数阶傅立叶变换对线性调频信号的聚焦特性,提出了以信号的分数阶能量谱的峰值作为统计量来进行检测,并且给出了细化搜索峰值的自适应方法,提高了搜索速度。仿真结果表明,算法在高斯噪声背景下对径向速度未知的运动目标线性调频回波具有良好的检测性能,并分析了信号参数对检测器性能的影响。     

一种新的分割式比例仿射投影算法

针对自适应算法收敛速度和计算复杂度之间的矛盾．提出一种基于集员滤波的分割式比例仿射投影算法（SM-SPAPA）。该算法中只有当参数估计误差大于给定的误差门限时滤波器系数才进行迭代更新,从而能有效地减少滤波器系数的迭代次数。仿真结果表明,由于每次迭代将对误差性能贡献最大的输入信号筛选出来作为输入,从而能加快收敛速度,同时还能够减少算法的运算量。     

基于噪声检测的图像去噪算法

提出一种图像去噪算法.首先利用4个方向算子来将图像像素分类成噪声像素和信号像素,然后设计一个基于中值的、权值自适应调整的、加权类型的中值滤波器来去除和恢复检测到的噪声像素,而保留信号像素不变.实验结果表明,新的滤波算法在高效去除冲击噪声的同时还能较好地保护图像细节信息,其滤波性能胜过传统的中值滤波器及其它一些典型的和最近开发的改进型中值滤波器.     

A new class of adaptive algorithm based on correlation functions for double-talk acoustic echo cancelling

Echo path estimation in echo cancelling for teleconference system is a problem in double talk condition. The correlation processing algorithm was defined by the authors to solve this problem. In this paper, a new fast implementation in the frequency domain with correlation initialization and step size normalization is introduced. The new frequency-domain ECLMS (FECLMS) algorithm requires only 2.7% of the ECLMS computational loads. The new algorithm is superior as compared with conventional one in double-talk with speech signal.     

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。     

基于时频分析的雷达信号滤波方法

深空目标的雷达回波信号较弱而且受噪声干扰严重,给检测识别工作带来很大的困难;提出了一种时频滤波方法,将基于广义S变换的时频滤波引入到雷达回波信号去噪当中;采用广义S变换对回波信号进行时频分析,利用变换结果求解信号的瞬时频率,并构造了一种时频滤波器.对雷达回波信号进行时频滤波处理并对滤波效果进行分析;仿真结果表明,经滤波后信噪比有较大提高,且很好保留了信号特征。     

基于盲信号分离的回波抵消技术

针对数字直放站回波抵消技术中自适应滤波法在多径回波信道条件下不能完全消除次径回波的问题,提出了基于盲信号分离的直放站回波抵消方法。首先对施主天线接收的混合信号进行相空间重构,使观测信号的数目大于等于独立信源的数目;然后利用独立分量分析法（ICA）对重构的信号进行盲信号分离;最后根据各分离信号和发送信号的相关情况判断有用信号,实现回波消除。对复杂多径回波信道条件下的多载波全球移动通信系统（GSM）信源进行回波抵消测试,分离得到的有用信号的相关系数可以达到0.9593。表明盲信号分离的方法可以实现复杂多径信道下的直放站回波抵消,有效解决了传统的自适应滤波法存在的问题。     

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.     

一种新的变步长自适应滤波算法研究

针对滤波器在亚模型(under-modeling)工作状态下定步长自适应算法收敛速度和稳态误差之间的矛盾,提出一种变步长分割式比例仿射投影算法(VSS-SPAPA)。该算法考虑到系统干扰噪声和滤波器权系数个数小于回声路径长度时引起的亚模型噪声对回声消除系统性能的影响,利用后验误差去补偿这两类噪声的负面作用,建立一个新的目标函数,根据该目标函数,导出一种适用于比例仿射投影算法整体步长的调节方法。仿真结果表明:在增加少量计算量的情况下,新算法的收敛速度和稳态性能与定步长比例仿射投影算法以及已有变步长算法相比得到了明显提高。     

自适应回声对消的初期迭代统计学模型及改进算法

为减少滤波器长度,提出自适应滤波算法初期迭代统计学模型及改进的回声消除算法。提出的统计学模型分析了自适应算法迭代初期滤波器各系数的均值和方差。基于该模型提出的改进算法,先检测回声路径峰值,进而确定回声路径延时,然后以延时为中心,用一个短的滤波器辨识原回声路径活跃系数部分。用实际回声路径进行仿真,理论和实验结果均表明,新算法在迭代的前75～100步已可准确检测回声路径峰值并确定延时;而减少滤波器长度,可大幅提高自适应算法收敛速度并降低算法计算复杂度。     

一种目标速度精确测量的新方法

提出了一种CW雷达目标速度测量的新方法,该方法运用离散多项相位变换法先获得目标加速度,然后利用该值对雷达回波进行加速度补偿并基于FFT和插值FFT获得速度值。又考虑到经过雷达信号处理机后得到的速度值存在波动和野值,运用自适应卡尔曼滤波进行处理,剔除野值。相比于传统的测速方法,该方法提高了测量精度,同时也较好地消除了雷达系统噪声,提高了测速系统的稳定性。计算机仿真和外场实测数据处理结果表明了该方法的有效性。