本发明涉及自干扰消除领域,尤其涉及一种超声干扰影响下的自干扰去除方法。
背景技术:
1、在理想情况下,麦克风和扬声器都是线性系统,因此当存在输入s(t)时,可以认为系统输出的形式为sout(t)=a1*s(t),其中a1为信号经过放大器产生的增益;但是实际上,麦克风和扬声器中的声学元件(如放大器等)仅在可听声频率范围内(<20khz)是线性的;在超声波频段(>20khz)会呈现非线性特性,因此对于超声信号而言,其经过放大器后的输出信号形式为sout(t)=a1s(t)+a2s2(t)+a3s3(t)+…≈a1s(t)+a2s2(t),其中,a1、a2、a3…为信号经过放大器产生的增益。
2、现存的利用nlms(归一化最小均方自适应算法)自适应滤波器进行自干扰去除的算法大部分使用发送的干扰信号(即s(t))作为参考信号,而在实际情况中,非线性系统的输出信号除了s(t)之外还会产生额外的谐波及交调失真项,如另一个公式中的高阶分量s2(t)等,因此仅把s(t)当作参考信号这种方法并不适用于非线性系统;而在针对非线性系统的自适应滤波算法中,现有研究均使用二阶简化伏特拉级数来对干扰信号做非线性估计(即a1s(t)+a2s2(t)),并作为参考信号输入自适应滤波器,而这样做是不合理的,因为对超声干扰设备而言,设备本身要想得到清晰的录音音频,就需要更精确的参考信号来准确估计发射过程中产生的干扰信号。而仅考虑至二次项会使得模型无法充分捕捉到发射过程中可能产生的更高阶非线性失真,这些失真在高发射功率下尤其显著,因此,如何解决该问题是目前需要考虑的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种超声干扰影响下的自干扰去除方法,解决了现有技术存在的不足。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种超声干扰影响下的自干扰去除方法,所述自干扰去除方法包括:
3、步骤一、基于多项式的非线性模型sout(t)=a1s(t)+a2s2(t)+a3s3(t)+...ansn(t)计算出麦克风收到的干扰信号理论值sout(t),其中各项系数ai表示信号经过放大器产生的增益,i∈n,通过nlms自适应算法估计自适应滤波过程中的抽头向量,即各项系数ai;
4、步骤二、对得到的干扰信号理论值sout(t)进行滤波,得到对录音信号中干扰信号x(n);
5、步骤三、以滤波后的干扰信号估计值x(n)作为参考信号,使用nlms自适应算法进行自干扰信号消除。
6、所述通过nlms自适应算法估计自适应滤波过程中的抽头向量包括:
7、将抽头向量初始化为0,向量长度为预先设置的滤波器阶数,得到未知抽头向量的迭代方程为其中,μ为步长参数,δ>0,x(n)为第n时刻干扰信号,||x(n)||2表示x(n)的二阶范数,e*(n)表示误差信号,由实际输出信号d(n)和估计干扰信号y’(n)做差而得;
8、得到抽头向量后,通过公式y’(n)=w(n)*x(n)得到第n时刻的估计干扰信号y’(n)。
9、所述步骤三具体包括:
10、根据干扰信号x(n)得到此时的估计自干扰信号y’(n);
11、根据在麦克风采集的信号smic(n)减去自干扰信号y’(n)得到纯净的人声信号v(n),即v(n)=smic(n)-y’(n)。
12、本发明具有以下优点:一种超声干扰影响下的自干扰去除方法,通过分析发射链路中产生的非线性特性,考虑了更高阶的非线性失真项,能够更精确的模拟和估计超声干扰机中的非线性行为,从而提高自干扰信号去除的准确性。
1.一种超声干扰影响下的自干扰去除方法,其特征在于:所述自干扰去除方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种超声干扰影响下的自干扰去除方法,其特征在于:所述通过nlms自适应算法估计自适应滤波过程中的抽头向量包括:
3.根据权利要求2所述的一种超声干扰影响下的自干扰去除方法,其特征在于:所述步骤三具体包括:
