基于智能声控系统和相关函数的声学回声消除算法研究

摘要

随着信息时代的发展,通讯质量问题已成为信号处理领域最重要的热门课题之一。长期以来,回声问题一直是影响通讯质量的一大难题。回声根据其起因可分为电路回声和声学回声,其中声学回声消除的实现尤为困难。本文主要研究声学回声的消除算法。
　　 目前已得到广泛应用的回声消除器主要使用以最小均方(LMS)算法为代表的传统自适应滤波算法。这类传统自适应滤波算法最大的缺点是只适用于单工环境而不能适用于目前普遍存在的双工环境。近年来所出现的基于相关函数的自适应滤波算法是专门针对双工环境所设计的自适应滤波算法。这类算法可以从麦克风接收到的信息中将回声信号分离出来,从而有效地解决双工环境下传统回声算法失效的问题。但是现有的基于相关函数的自适应滤波算法普遍效率不高,收敛速度偏低,只停留在理论阶段,难以实际应用。
　　 本文根据语音通讯的特点对现有基于相关函数的自适应滤波算法进行了改进,提出了分割比例Hartley变换扩展相关性最小均方(SPHECLMS)算法。仿真实验证明,新算法的算法效率和收敛速度有了大幅的提升,更加适于实际应用。
　　 智能声控(SAR)系统是一种新颖的声学控制系统,具备对声音脉冲响应的控制能力。本文通过引入基于相关函数的自适应滤波算法提出了可实现回声消除的基于相关函数的SAR系统模型。该模型不同于目前所有通过电路的方法来消除声学回声的回声消除器,它可以在麦克风处制造回声零点,是一种直接通过声学方式进行声学回声消除的回声消除系统。
　　 本文最后将SPHECLMS算法和基于相关函数的SAR系统结合起来,提出了基于SAR系统和SPHECLMS的声学回声消除器,这是一种用声学方式进行回声消除的全新回声消除器,仿真实验表明该回声消除器具有良好的性能。