集成多种自适应滤波算法的回声消除器

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1、集成多种自适应滤波算法的回声消除器夏红根，宋彦，戴礼荣(中国科学技术大学电子工程与信息科学系，安徽合肥230027)【摘要】如何选择自适应算法的步长，从而有效解决收敛速度和稳态失调之间的矛盾是回声消除中的一个重要问题。论文提出一种集成多种自适应滤波算法的回声消除框架，以挖掘不同自适应滤波算法以及不同步长选择之间的互补性，来获得稳定的消除效果。所提算法可以分析同一时刻不同算法的误差，并始终选择一种最好的算法。通过对LMS、NLMS、PNLMS和IPNLMS这四种自适应算法的结合实验，显示了该算法可以集合各种算法以及步

2、长选择的优点，具有更快的收敛速度和良好的稳态特性。【关键词】自适应滤波；回声消除器【中图分类号】TN911【文献标识码】A【文章编号】1009-8054(2008)10-0050-05EchoCancellerIntegratingDiverseAdaptiveFilteringAlgorithmsXIAHong-Gen,SONGYan,DAILi-Rong(DepartmentofElectronicEngineeringandInformationScience,UniversityofScienceandTe

3、chnologyofChina,HeFeiAnhui230027,China)【Abstract】Itisasignificantproblemhowweselectstep-sizeofadaptivefilteringalgorithmsoastosolveeffectivelytheconflictbetweenconvergencespeedandsteadymisalignmentinechocancellation.Thispaperpresentsanovelechocancellationschem

4、ewhichintegratesadiversesetofadaptivefilteringmethodsanddifferentchoicesofstep-size,suchthattheiradvantagescanbeintegratedandtheimprovedperformancecanbeachieved.Intheproposedscheme,theperformanceofdifferentmethodsareanalyzed,thusbeingabletokeepselectingthebest

5、methodsforoutput.Anempiri-calstudyontheintegrationoffourmethods,namely,LMS,NLMS,PNLMSandIPNLMS,indicatesthattheproposedschemeiseffectiveintermsofbothconvergencespeedandgoodsteadiness.【Keywords】adaptivefiltering;echocanceller以及各种手持设备和免提电话系统中，为提高通信质量，必0引言在现代多媒体通

6、信系统中，语音业务仍然占有举足轻重的位置。无论在传统的固定电话业务还是在VoIP电话业务须在通信设备中集成回声消除器以消除或抑制回声。为了克服通信环境下存在回声所造成的烦恼，通常的做法是使用自适应回声消除器。自适应技术已广泛地应用于自适应控制、雷达、系统辨识和信号处理等领域。由Widro和Hoff提出的最小均方误差(LMS)算法，因其具有结构简单、性能稳定、计算量小和易于实现等优点而被广泛应用。但收稿日期：2008-03-28作者简介：夏红根，1975年生，男，汉族，硕士研究生，安徽省肥西县人，研究方向：自适应信号

7、处理、语音信号处理；宋彦，1972年生，男，讲师，博士，研究方向：语音、图像、是LMS[1]算法的稳态误差与步长成正比，收敛速度与步长成反比，这一内在的矛盾使得LMS算法的收敛速度和稳态误差特性不能同时满足，并且这一矛盾是所有固定步长自适应滤制。另外，各种固定步长自适应滤波算法都有各自内在矛盾使得其收敛速度和稳态误差特性不能同时满足。，一种算法只在一两个性能指标上表现比较好。例S[4]算法虽然克服了LMS算法遇到梯度噪声放大和慢的问题，但是增加了计算量，并且它仍然克服不法对语音等相关性较强信号收敛速度较慢的缺点；算

8、法虽然解决了NLMS算法收敛速度慢的问题，克S算法并未利用网络中回声路径的稀疏特性这一局是它的稳态误差比较大，如果网络回声路径的脉冲色散，则其收敛速度远低于NLMS算法。因此，很种强大的算法，其各种性能都优于其他算法。上述分析，文中提出一种集成多种自适应滤波算法除框架，一方面可以解决收敛速度和稳态失调对步矛盾，另一方面可以解决一种算法很难在多个性能现都好的问