两种简化的仿射投影自适应滤波算法

在仿射投影算法的基础上,提出了两种简化仿射投影自适应滤波算法（ＳＡＰ）,新算法的收敛速度比传统的能量归一化最小均方误差算法（ＮＬＭＳ）快,而计算量增加不多,易于实现,计算机仿真主宰了上述结论。     

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。     

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.     

基于解相关变步长的改进型语音增强算法

复杂环境中噪声干扰严重影响语音信号的质量,无法正确传达语义,因此语音增强处理十分必要。传统语音增强技术存在适应性差、输入信号高度相关时收敛速度慢等问题。综合变步长最小均方(VSSLMS)算法与解相关的优点,提出了一种改进的语音增强算法,优化自适应滤波算法中步长的大小和权矢量的更新方向,提高语音降噪收敛速度。同时算法引入了连续块处理理论归一化权矢量,以提高其在嵌入式系统实现上的稳定性。仿真测试表明该算法收敛速度快、跟踪性能强,能有效去除强噪语音信号中的噪声,提高语音的清晰度与可懂度。     

基于子带分解的DFRFT自适应滤波语音增强算法

提出一种改进的语音增强方法,利用子带分解对带噪语音信号进行处理,再在离散分数傅里叶变换(DFRFT)域采用最小均方(LMs)自适应算法进行滤波,对滤波后的子带信号进行DFRFT逆变换,最后利用综合滤波器组合成增强后的语音信号。仿真结果表明,本算法明显提高了收敛速度,减少了计算时间。在主客观评价中均具有较好的语音增强效果。     

一种新的变步长比例仿射投影算法研究

研究比例仿射投影算法,针对自适应算法收敛速度和稳态误差之间的矛盾,提出了一种变步长的改进比例仿射投影算法( VSS- IPAPA).利用后验误差去补偿干扰信号对系统稳态性能的影响,得到了算法新的最优步长准则,根据步长准则以及先验误差与后验误差之间的联系,导出了一种适用于比例仿射投影的步长调节方法.综合了稀疏算法、数据重用方法及变步长的优点.最后通过对改进算法进行仿真,结果表明,在增加少量计算量的情况下,系统的收敛速度和稳态性能有明显的改善,证明了比例仿射投影算法的有效性.     

基于改进仿射投影算法的数字助听器自适应回声消除

提出了一种改进的仿射投影算法。该算法建立了步长因子与误差能量之间一种新的非线性函数关系,根据误差能量的变化自动调整步长因子,以达到加快滤波器收敛速度、降低稳态失调的目的;在对误差能量的估计中提出了遗忘因子选择规则,提高了误差能量估计的准确性。对提出的算法进行的数学分析,为其快速收 敛性提供了理论依据。实验仿真表明,与传统的自适应算法以及固定步长的仿射投影算法相比,提出的改进仿射算法在收敛速度、稳态失调等方面有明显改善。     

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。     

基于自适应仿生小波变换的语音增强方法

分析自适应滤波和小波滤波的原理与方法,提出一种基于自适应仿生小波变换的语音增强方法.该方法首先用仿生小波变换对含噪语音信号进行小波分解,这样可以保证对信号频率和幅值的听觉特性,然后将经仿生小波变换所分离出来的噪声成分作为自适应滤波器的输入.通过选用自适应滤波器的最小二乘算法(RLS)从而实现信噪分离的最佳滤波,以保证去除信号中的相关噪声.实验结果表明,该方法对语音信号有显著的增强效果,能实现语音信号在同频段对噪声成分和有用信号的最佳估计.     

仿射投影算法中的步长控制

依据仿射投影算法均方误差（MSE）的最快收敛速度条件,对算法迭代过程中的步长进行控制,提出了一种新的变步长仿射投影算法（VSSAPA）。该算法使步长随着输出误差的变化而自动调整,从而降低稳态误差。将提出的算法应用于系统辨识,结果表明,与传统仿射投影算法和变步长仿射投影算法相比该算法具有更低的稳态误差和更快的收敛速度。     

基于谱减法和变步长LMS语音增强算法

谱减法是目前有效的增强语音信号质量的技术之一,低信噪比下降噪效果明显,而LMS自适应滤波算法收敛速度慢,步长需在收敛速度和失调折中选择。提出了先经过谱减法然后采用变步长LMS自适应滤波算法联合去噪来提高信号质量,通过改变误差的平方项来调节步长,步长采用先固定后变化的原则,兼顾了提高收敛速度和缩小稳态误差。在MATLAB 环境下进行仿真实验,测试结果表明提出的经过基本谱减法后再采用变步长LMS自适应滤波算法能有效消除背景噪声,信噪比SNR和PESQ分值得到了较大的提高,减少了原始语音信号的失真,提高了信号质量。     

改进的变步长最小均方误差电子耳蜗语音增强算法

针对外部强噪声环境下电子耳蜗语音质量受损、适应性差等问题,提出了基于谱减法和变步长最小均方误差（LMS）自适应滤波算法联合去噪的改进方法,并以该方法构建了一个电子耳蜗前端语音预处理系统。利用变步长LMS自适应滤波算法输出误差的平方项来调节步长,采用步长值固定与变化相结合的方法,解决了自适应滤波算法收敛速度慢、稳态误差大的问题,适应性得到提高,提高了语音信号通信质量。该系统以TMS320VC5416和音频编解码芯片TLV320AIC23B为核心,通过多通道缓冲串口（McBSP）和串行外设接口（SPI）实现了语音数据的高速采集和实时处理。实验仿真和测试结果表明该算法消除噪声性能好,信噪比在低输入信噪比情况下提高约10 dB,语音质量感知评价（PESQ）分值也得到较大提高,能有效提高语音信号质量,且该系统性能稳定,能进一步提高耳蜗前端语音的清晰度和可懂度。     

Speedup convergence and reduce noise for enhanced speech separation and recognition

Novel techniques are proposed to enhance time-domain adaptive decorrelation filtering (ADF) for separation and recognition of cochannel speech in reverberant room conditions. The enhancement techniques include whitening filtering on cochannel speech to improve condition of adaptive estimation, block-iterative formulation of ADF to speed up convergence, and integration of multiple ADF outputs through post filtering to reduce reverberation noise. Experimental data were generated by convolving TIMIT speech with acoustic path impulse responses measured in real room environment, with approximately 2 m microphone-source distance and initial target-to-interference ratio of about 0 dB. The proposed techniques significantly improved ADF convergence rate, target-to-interference ratio, and accuracy of phone recognition.     

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。     

基于自适应参数估计的鲁棒语音增强算法

基于鲁棒H_∞滤波器理论和共轭梯度自适应参数估计方法提出了一种对复杂噪声有抑制效果的语音增强算法。应用这种方法自适应地从带噪信号中提取语音参数时不必预先知道噪声源的统计特性,只要求噪声信号能量有限。因为它基于H_∞滤波器,所以可保证由外界干扰和附加噪声引起的性能指标恶化达到最小。仿真结果表明：该语音增强算法具有计算速度快、鲁棒性好、语音增强效果明显、易于实现、可抑制复杂背景噪声等特点。     

红外图像的自适应混合消噪方法

针对带有高斯噪声和脉冲噪声的红外图像,提出一种自适应混合去噪方法。首先将受脉冲噪声和高斯噪声污染的像素区分开来,然后对被脉冲噪声污染的像素采用自适应层叠中值滤波法,对被高斯噪声污染的像素采用基于局部噪声方差估计的自适应局部滤波法。实验表明,该方法在信噪比(SNR)和最小均方误差(MSE)的改善上明显优于线性平滑滤波法和普通中值滤波算法,并具有较好的图像细节保护能力和较快的滤波速度。     

一种改进的变步长LMS自适应滤波算法及其在噪声抵消中的应用

本文提出了一种改进的变步长LMS自适应滤波算法,并将其应用于自适应噪声抵消中。该算法解决了算法收敛时间和稳态误差间的矛盾,为实际应用提供了更大的灵活性。它采用误差信号的相关值去调节步长,使得算法的均方误差小、收敛速度快,并且降低了LMS算法对噪声的敏感性。     

A new adaptive filtering subband algorithm for two-channel acoustic noise reduction and speech enhancement

This paper addresses the problem of acoustic noise reduction and speech enhancement by adaptive filtering algorithms. Most speech enhancement methods and algorithms which use adaptive filtering structure are generally expressed in fullband form. One of these widespread structures is the Forward Blind Source Separation Structure (FBSS). This FBSS structure is often used to separate speech form noise and therefore enhance the speech signal at the processing output. In this paper, we propose a new subband implementation of this FBSS structure. In order to give more robustness to the proposed structure, we adapt then we apply to this subband structure a new combination of criteria based on the system mismatch and the smoothing filtering errors minimizations. The combination between this proposed subband structure with this optimal criteria allows to obtain a new two-channel subband forward (2CSF) algorithm that improves the convergence speed of the cross adaptive filters which are used to separate speech from noise. Objective tests under various environments are presented showing the good behavior of the proposed 2CSF algorithm.     

一种新变步长LMS算法及在自适应波束形成中的应用

LMS算法是智能天线自适应波束形成算法中的经典算法,由于其步长固定,造成收敛速度和稳态失调之间的矛盾。为了解决这一问题,提出一种新的变步长LMS算法,并在算法中引入误差信号的自相关估计,大大降低了噪声的干扰,对算法进行仿真,得到了最优的参数设置。利用蒙特卡罗方法对算法进行了性能评估,与传统的LMS算法、NLMS算法相比,新的变步长LMS算法具有更快的收敛速度和较小的稳态误差及优良的抗噪性能。