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近年来,随着材料技术、信息处理技术以及通信技术的发展,音视频会议系统已经克服了空间地理位置的限制,实现了人们远距离交互式的交流沟通。音视频会议系统可以让人们随时进行语音通话或者视频聊天,降低了沟通的成本,提高了办公效率。为了提高音视频会议系统的通话质量,使用自适应滤波器来消除回声信号对语音通话的影响。但是由于人们对音视频会议系统的通话性能要求越来越高,音视频会议系统中会配备多个麦克风设备和扬声器设备,现有的回声消除方法无法直接应用于这样的场景,所以需要重新分析并设计出合适的多通道回声消除算法。
多通道回声消除场景按扬声器设备的个数不同可以分为多麦克风回声消除场景和立体声回声消除场景。在多麦克风回声消除中,自适应滤波算法会出现收敛速度慢、计算量高、回声消除效果差的问题。在立体声回声消除中,自适应滤波算法会出现失调量大的问题。本文在现有的单通道回声消除的基础上,在以下几个方面开展了研究:
(1)在多麦克风回声消除中,针对传统时域滤波器在处理语音信号时,滤波器收敛速度会变慢的问题,研究了具有多带结构的子带滤波器系统,并将这种系统推广到多麦克风回声消除问题中。这种多麦克风回声消除系统能够保证输入信号为语音信号时,回声消除具有较快的收敛速度。仿真实验表明这种方法在处理语音信号时具有较快的收敛速度。
(2)在多麦克风回声消除中,针对多个自适应滤波器估计多个回声信号时,系统的计算量会增加的问题,研究了使用相对传递函数来估计其他麦克风采集到的回声信号。并且提出使用 RAP 算法来进一步改进使用相对传递函数估计回声信号的效果。考虑到这种算法在较高迭代次数时,计算量会增加的问题,推导得到 RAP 算法的快速形式来降低改进算法的计算量大小。这种快速算法保证系统具有较低的计算量,同时能够得到较好的回声消除效果。仿真实验表明快速算法能够得到较好的回声消除效果。
(3)在立体声回声消除中,针对传统的非线性两路 NLMS 算法具有较大失调量的问题,提出了使用RAP算法来改进两路NLMS算法进行立体声回声消除的效果。考虑到改进算法在较高迭代次数时,计算量会增加的问题,提出使用 RAP 算法的一种快速形式来减小改进算法的计算量。这种快速算法保证系统具有较低的计算量,同时能够获得较低的失调量。仿真实验表明快速算法能够减小两路NLMS算法的失调量大小。
多通道回声消除场景按扬声器设备的个数不同可以分为多麦克风回声消除场景和立体声回声消除场景。在多麦克风回声消除中,自适应滤波算法会出现收敛速度慢、计算量高、回声消除效果差的问题。在立体声回声消除中,自适应滤波算法会出现失调量大的问题。本文在现有的单通道回声消除的基础上,在以下几个方面开展了研究:
(1)在多麦克风回声消除中,针对传统时域滤波器在处理语音信号时,滤波器收敛速度会变慢的问题,研究了具有多带结构的子带滤波器系统,并将这种系统推广到多麦克风回声消除问题中。这种多麦克风回声消除系统能够保证输入信号为语音信号时,回声消除具有较快的收敛速度。仿真实验表明这种方法在处理语音信号时具有较快的收敛速度。
(2)在多麦克风回声消除中,针对多个自适应滤波器估计多个回声信号时,系统的计算量会增加的问题,研究了使用相对传递函数来估计其他麦克风采集到的回声信号。并且提出使用 RAP 算法来进一步改进使用相对传递函数估计回声信号的效果。考虑到这种算法在较高迭代次数时,计算量会增加的问题,推导得到 RAP 算法的快速形式来降低改进算法的计算量大小。这种快速算法保证系统具有较低的计算量,同时能够得到较好的回声消除效果。仿真实验表明快速算法能够得到较好的回声消除效果。
(3)在立体声回声消除中,针对传统的非线性两路 NLMS 算法具有较大失调量的问题,提出了使用RAP算法来改进两路NLMS算法进行立体声回声消除的效果。考虑到改进算法在较高迭代次数时,计算量会增加的问题,提出使用 RAP 算法的一种快速形式来减小改进算法的计算量。这种快速算法保证系统具有较低的计算量,同时能够获得较低的失调量。仿真实验表明快速算法能够减小两路NLMS算法的失调量大小。