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回声消除(AEC)的原理简述

阅读:333发布时间:2021-12-20

  1.回声的产生
 
  回声的产生,我们想象自己在一个KTV中,1是你的话筒,2是音响。当你对着话筒说话,立马在2,形成一个声音,假设是x。而这个时候你的话筒即使是什么都不动,也会有声音的进入,这个声音的进入为d ,d包括x在空间中衰减和其他的噪声。我们假设衰减系数w。所以d = s +wx。
 
  如果,音响的声音很大。d 会不断叠加,从而产生啸叫行为,即你什么都不做,回声进入1,再从2出来,形成一个强烈的正反馈。
 
  2.回声消除算法。
 
  所以在1和2中间搭建一个模拟通路,模拟回声的过程。
 
  我们可以用公式,去模拟d的回声通路,从而替换调我们的输出。达到回声消除的效果。而表示模拟通路和实际通路的误差。我们的目标就是让e最小化,尽量是0。从而求得模拟参数
 
回声消除
       3.最小均方差
 
  就是均方误差最小准则。即选择一组时域采样值,采用最小均方误差算法(自适应算法的一种),以使均方误差最小,从而达到化设计。
 
  求解过程如下:
 
  顾名思义,梯度下降法的计算过程就是沿梯度下降的方向求解极小值(也可以沿梯度上升方向求解极大值)。
 
  其迭代公式为 [公式] ,其中 [公式] 代表梯度负方向, [公式] 表示梯度方向上的搜索步长。梯度方向我们可以通过对函数求导得到,步长的确定比较麻烦,太大了的话可能会发散,太小收敛速度又太慢。一般确定步长的方法是由线性搜索算法来确定,即把下一个点的坐标看做是ak+1的函数,然后求满足f(ak+1)的最小值的ak+1即可。
 
  因为一般情况下,梯度向量为0的话说明是到了一个极值点,此时梯度的幅值也为0.而采用梯度下降算法进行化求解时,算法迭代的终止条件是梯度向量的幅值接近0即可,可以设置个非常小的常数阈值。
 

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