基于DSP的自适应声回声抵消器

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随着多功能多种类的通信应用层出不穷,人们在享受更为便捷、丰富和舒适通信质量的同时,也更多地会遇到声回声问题的困扰。回声消除技术能有效地解决免提电话、视频会议、长距离电话网络、IP电话等通信系统中的回波问题,明显地改善语音通信质量,具有广阔的市场前景。因此,作为提高通信质量的一个重要环节,声回声抵消器的自主研发、改进和生产具有十分重要的意义。一般说来,在己投入使用的回声抑制器或仍在研究开发的相关技术中,均采取了适当的自适应辨识方案来对消回声。 回声抵消器有两个主要功能,一是消除因本地扬声器和麦克风之间声波耦合而产生的声回声;二是保证系统的稳定性,以免在声反馈严重时引起啸叫。它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,对所采用自适应算法的性能要求很高,例如快速收敛、顽健性强和运算简单等,而近年来数字信号处理器的快速发展,也使自适应滤波器实时、经济地实现成为可能。 本文采用的自适应方案,解决了传统LMS算法中,固定步长选取影响收敛速度稳态误差这一矛盾,运用归一化最小均方误差算法,即NLMS算法,并以TMS320C5402定点DSP芯片为例,给出了一种基于定点DSP芯片来实现NLMS算法的软硬件设计方案。在上述设计基础上,结合会议电视系统终端搭建硬件平台。在基于ITU-T的G.167标准的相关要求下,采用粉红噪声模拟人声的方法对声回声抵消器进行实验,并给出各指标的定义及相关实验过程。通过在实际环境中对抵消效果的测试,论证了该方案的可行性和实用价值。与LMS算法相比在提高收敛速度和减轻计算复杂度方面有明显改善,而且高性能DSP的专用硬件乘法器也使乘加运算速度大大提高。
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