基于小波变换和自适应算法的声学回声消除理论与应用研究
【摘要】:随着多媒体通信技术的迅猛发展,免提式语音通信系统在VoIP (Voice over Internet Protocol),手持移动终端和远程会议系统中应用越来越广泛。人们在享受更为便捷、丰富和舒适的通信质量的同时,也经常会遇到由于扬声器和麦克风之间的耦合而产生的声学回声问题,这严重影响了语音的清晰度。
为了克服声学回声所造成的烦恼,改善语音通信质量,通常的做法是在通信系统中使用自适应回声消除器。自适应回声消除器的基本原理是用一个自适应滤波器来辨识并模拟回声路径以实现回声对消。由于通信系统及语音信号本身的不固定性,加上许多场合对自适应滤波器的特殊考虑,采用的自适应算法要符合快速收敛率,计算简单等要求。
本文详细讨论了各种常用的自适应滤波算法——-NLMS算法、APA算法,并通过理论分析和实验对比给出了各种算法存在的优缺点。其中NLMS算法计算复杂度比APA算法小;而APA算法的收敛速率却比NLMS算法快,尤其是输入相关性强的语音信号时,NLMS算法收敛速率更慢。如何处理输入信号的强相关性,以提高NLMS算法的收敛性能?如何在收敛速率提高的前提下,降低计算复杂度?如何综合考虑,发挥各种算法的优势,以达到更有效的声学回声消除?这是本文着手解决的重点工作。
为此,本文用小波变换的方法先对自适应滤波器的输入进行正交变换,将输入信号向量正交分解到多尺度空间,利用小波的时频局部特性,减小了自适应滤波器输入向量自相关阵特征值的分散程度,大大增加了算法的收敛步长,提高了NLMS算法的收敛速度和稳定性。此外,我们还发现,输入的语音信号在不同频段采样点不同,计算复杂度不同。即在低频段,计算复杂度较大,在高频段,计算复杂度较小。不同的频段若采用不同算法的自适应滤波器,则更能合理地分配有限的资源,进而达到节省资源、计算量及在一定程度上提高收敛速度的效果。综合上述两点,本文提出一种新的声学回声消除的改进算法——WL-APNLMS算法。经计算机仿真验证,该算法性能良好,其综合性能明显优于实际中常使用的NLMS和APA算法,具有一定的实用价值。
免提电话系统大多是喇叭——麦克风构成的多声道系统。多声道回声消除与单声道回声消除在原理上有本质的不同,但多声道与两路回声消除在原理上是一致的,仅是复杂度不同。在本文中,我们探索两路NLMS算法、两路APA算法、以及两路WL-APNLMS算法的性能表现。目前,两路回声消除(SAEC)已经成为国际研究的热点。
|
|
|
|
1 |
王伟;;一种基于自适应小波变换的QRS波检测算法[J];浙江科技学院学报;2007年02期 |
2 |
王伟;李小梅;;利用自适应小波变换检测心电QRS波算法的实现[J];科技通报;2008年01期 |
3 |
李娜;陈盛云;陆晓明;;基于小波变换的两路自适应回声消除算法[J];三峡大学学报(自然科学版);2010年02期 |
4 |
杨小平;刘月红;;基于形态学的小波变换图像去噪方法研究[J];桂林航天工业高等专科学校学报;2008年04期 |
5 |
童峰,许天增,许肖梅;基于小波变换及自适应算法的有限冲激响应(FIR)均衡器[J];声学学报(中文版);2000年06期 |
6 |
朱洪俊;;非平稳信号自适应滤波的小波模型与滤波方法[J];机械工程学报;2006年08期 |
7 |
陶玲;钱志余;陈春晓;;基于小波变换模极大值的医学图像融合技术[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年08期 |
8 |
黄文清;戴瑜兴;李加升;;基于Cross-Validation的小波自适应去噪方法[J];湖南大学学报(自然科学版);2008年11期 |
9 |
万红;余姗姗;杨延昭;;胎儿心电信号提取算法研究[J];微计算机信息;2009年09期 |
10 |
崔海霞;蔡汉添;;一种非次抽样二进小波域自适应插值方法[J];电视技术;2006年S1期 |
11 |
丁艳,刘榴娣,郭宏;小波变换在图像边缘检测中的应用[J];北京理工大学学报;1998年05期 |
12 |
杨亚军,张红林,李言俊,胡战虎;基于小波算子的图像边缘检测[J];弹箭与制导学报;1998年04期 |
13 |
刘建国,彭嘉雄;地形图像制备中的分形和小波变换应用[J];红外与激光工程;1998年03期 |
14 |
潘旭峰,谢波,李晓雷;小波变换理论及其在机械故障诊断中的应用[J];振动与冲击;1998年01期 |
15 |
陈东,周大威,王炎,崔有志;用多尺度小波变换进行边缘检测算法的研究[J];计算机工程与设计;1998年02期 |
16 |
杨丰,余英林;用B-样条小波变换生成新的汉字字形[J];微计算机应用;1998年03期 |
17 |
马波,裘正定;小波变换的分形特性[J];铁道学报;1998年06期 |
18 |
王光学,曹长修,孙光宇,王键;一种基于视觉特性的零树编码[J];计算机工程与应用;1999年06期 |
19 |
桂志国,吴军高;基于二进小波变换的图象多尺度边缘检测算法及应用[J];山西电子技术;1999年04期 |
20 |
娄渊彬,左继章;无线信道下的视频编码压缩与传输方法[J];电讯技术;2000年03期 |
|