自適應濾波方法和自適應濾波器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了自適應濾波方法和自適應濾波器。該方法的一【具體實施方式】包括：自適應濾波器接收輸入的語音信號；對語音信號進行濾波；根據(jù)噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項；基于第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新。實現(xiàn)了將語音失真程度作為濾波器系數(shù)迭代更新的約束條件，使得自適應濾波器在正常工作的同時，兼顧語音失真程度，限制語音信號失真的大小。從而在確保語音信號增強的同時降低語音失真程度，進而消除在語音識別過程中，因語音信號過度失真而對語音識別效果的影響。
【專利說明】
自適應濾波方法和自適應濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本申請設及計算機領(lǐng)域，具體設及語音信號處理領(lǐng)域，尤其設及自適應濾波方法 和自適應濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 自適應濾波器被廣泛應用于語音識別系統(tǒng)中。例如，在遠場語音識別系統(tǒng)中，可利 用自適應濾波器消除遠場語音信號中的噪聲、混響等干擾，改善語音質(zhì)量，提高語音識別系 統(tǒng)的識別性能。自適應濾波器根據(jù)特定準則，實時更新濾波器系數(shù)，自動連續(xù)的工作于某個 給定的輸入信號，得到期望輸出。目前，自適應濾波器通常采用的更新濾波器系數(shù)的方式 為：W整個誤差信號作為參數(shù)，對濾波器系數(shù)進行更新。
[0003] 然而，當采用上述自適應濾波器進行濾波時，在消除語音信號中的干擾分量的同 時，也損傷了語音信號本身，造成有效語音信號產(chǎn)生了失真。語音失真的結(jié)果使得語音信號 與語音識別模型不匹配，導致語音識別率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請?zhí)峁┝俗赃m應濾波方法和自適應濾波器，用于解決上述【背景技術(shù)】部分存在 的技術(shù)問題。
[0005] 第一方面，本申請?zhí)峁┝俗赃m應濾波方法，該方法包括：自適應濾波器接收輸入的 語音信號，所述語音信號包括:噪聲分量、語音分量;對所述語音信號進行濾波;根據(jù)所述噪 聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項， 所述第一濾波器系數(shù)更新影響項指示噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影 響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示語音信號失真對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過 程的影響;基于所述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適應濾 波器的濾波器系數(shù)進行更新。
[0006] 第二方面，本申請?zhí)峁┝俗赃m應濾波器，該自適應濾波器包括:輸入單元，配置用 于接收輸入的語音信號，所述語音信號包括:噪聲分量、語音分量;濾波單元，配置用于對所 述語音信號進行濾波;構(gòu)建單元，配置用于根據(jù)所述噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾 波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項指示 噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示語 音信號失真對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響；更新單元，配置用于基于所 述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適應濾波器的濾波器系 數(shù)進行更新。
[0007] 本申請?zhí)峁┑淖赃m應濾波方法和自適應濾波器，通過自適應濾波器接收輸入的語 音信號;對語音信號進行濾波;根據(jù)噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影 響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項;基于第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更 新影響項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新。實現(xiàn)了將語音失真程度作為濾波器系 數(shù)迭代更新的約束條件，使得自適應濾波器在正常工作的同時，兼顧語音失真程度，限制語 音信號失真的大小。從而在確保語音信號增強的同時降低語音失真程度，進而消除在語音 識別過程中，因語音信號過度失真而對語音識別效果的影響。
【附圖說明】
[0008] 通過閱讀參照W下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它 特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0009] 圖1示出了根據(jù)本申請的自適應濾波方法的一個實施例的流程圖；
[0010] 圖2示出了根據(jù)本申請的自適應濾波方法的另一個實施例的流程圖；
[0011] 圖3示出了根據(jù)本申請的自適應濾波器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖4是適于用來實現(xiàn)本申請實施例的自適應濾波器的計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明?？蒞理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了 便于描述，附圖中僅示出了與有關(guān)發(fā)明相關(guān)的部分。
[0014] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。
[0015] 請參考圖1，其示出了根據(jù)本申請的自適應濾波方法的一個實施例的流程100。該 方法包括W下步驟：
[0016] 步驟101，自適應濾波器接收輸入的語音信號。
[0017] 在本實施例中，可W由自適應濾波方法運行在的終端上的輸入設備(例如麥克風） 接收用戶輸入的語音信號。用戶輸入的語音信號包括:噪聲分量、語音分量。
[0018] 步驟102,對語音信號進行濾波。
[0019] 在本實施例中，在通過步驟101接收輸入的語音信號之后，可W利用自適應濾波器 對接收到的語音信號進行濾波，濾除語音信號中的噪聲。
[0020] 步驟103,根據(jù)噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二 濾波器系數(shù)更新影響項。
[0021] 在本實施例中，可W根據(jù)輸入的語音信號中的噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建出 第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項。第一濾波器系數(shù)更新影響項指 示噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示 語音信號失真對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響。
[0022] 步驟104,基于第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適 應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新。
[0023] 在本實施例中，在通過步驟103根據(jù)噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系 數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項之后，可W利用構(gòu)建出的第一濾波器系數(shù)更新 影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項構(gòu)建出自適應濾波器的濾波器系數(shù)更新公式。然后， 可W利用該濾波器系數(shù)更新公式對濾波器系數(shù)進行更新。
[0024] 在本實施例中，通過包含第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響 項構(gòu)建出自適應濾波器的濾波器系數(shù)更新公式對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新，從 而將語音失真和噪聲對濾波器的系數(shù)的更新過程的影響進行量化，使得語音失真和噪聲對 濾波器的更新過程的影響分別對應濾波器的系數(shù)更新公式中的一項，共同決定濾波器的系 數(shù)的更新過程。進而可W根據(jù)語音失真程度對自適應濾波系數(shù)更新的過程進行調(diào)整。
[0025] 由于將語音失真程度作為濾波器迭代更新的約束條件，使得自適應濾波器在正常 工作的同時，兼顧語音失真程度，限制語音信號失真的大小。從而既能夠保證濾波器正常工 作，消除干擾信號，又能夠限制語音信號的失真程度，保證語音信號增強的同時語音失真程 度最低，防止語音信號過度失真而影響識別性能。
[0026] 請參考圖2,其示出了根據(jù)本申請的自適應濾波方法的另一個實施例的流程200。 該方法包括W下步驟：
[0027] 步驟201，自適應濾波器接收輸入的語音信號。
[0028] 在本實施例中，語音信號包括:噪聲分量、語音分量。
[0029] 步驟202,對語音信號進行濾波。
[0030] 步驟203,根據(jù)噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二 濾波器系數(shù)更新影響項。
[0031] 步驟204,采用包含第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項的 濾波器系數(shù)更新公式更新濾波器系數(shù)。
[0032] 在本實施例中，可W采用W下時域濾波器系數(shù)更新公式對自適應濾波器的濾波器 系數(shù)進行更新：
[0033] w(n+l) =w(n)+2]i(en(n)xn(n)-aes(n)xs(n))；
[0034] 其中，w(n)表示在時域中接收輸入的第n個語音信號時自適應濾波器的濾波器系 數(shù)矩陣，w(n+l)表示在時域中接收輸入的第n個語音信號，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)更 新后的濾波器系數(shù)矩陣;y表示迭代步長；
[0035] en(n)xn(n)表示在時域中接收輸入的第n個語音信號時第一濾波器系數(shù)更新影響 項，第一濾波器系數(shù)更新影響項可W用于表示指示噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更 新過程的影響。
[0036] en(n)=E[d(n)-XnT(n)w(n)]2，Xn(n)表示在時域中第n個輸入的語音信號中的噪聲 分量，d(n)表示在時域中第n個輸入的語音信號對應的期望的輸出信號；
[0037] aes(n)xs(n)表示在時域中接收輸入的第n個語音信號時第二濾波器系數(shù)更新影響 項，第二濾波器系數(shù)更新影響項可稱之為語音失真加權(quán)項。語音失真加權(quán)項可W用于指示 語音信號失真對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響。
[003引63(11)=6山'''(]1)*(]1)]2，義3(11)表示在時域中第]1個輸入的語音信號中的語音分量， a指示第二濾波器系數(shù)更新影響項的取值對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響 程度。
[0039] 下面說明上述時域濾波器系數(shù)更新公式的推導過程：
[0040] 假設濾波器輸入向量為x(n) = [x(n) x(n-l)…x(n-L+l)]T，L為輸入信號長度，即 濾波器長度，自適應濾波器系數(shù)矩陣為w(n)，則當前時刻濾波器輸出信號可W表示為：
[0041 ] y(n)=x^(n)w(n) (1)
[0042]假設當前時刻期望的輸出信號為d(n)，則誤差信號可W表示為：
[0043] e(n) =d(n)-x^(n)w(n) (2)
[0044] 最小均方誤差可W表示為：
[0045] E[e2(n)]=E[(d(n)-xT(n)w(n))2] (3)
[0046] 為了得到濾波器系數(shù)的更新公式，需要估計瞬時梯度：
[0047] 巧《.) - gg -…2(如)x(") (4)
[0048] 根據(jù)梯度下降法，可W得到W下濾波器系數(shù)的更新公式：
[0049] w(n+l) =w(n)+2]ie(n)x(n) (5)
[0050] 由公式(5)可知，濾波器系數(shù)的更新過程，是由誤差信號e(n)和輸入信號x(n) W及 迭代步長y決定的。
[0051] 從輸入的語音信號x(n)開始進一步推導。將輸入的語音信號x(n)表示為語音分量 和噪聲分量兩部分的組合：
[0052] x(n)=xs(n)+xn(n) (6)
[0053] 則上述公式(2)式可W表示為：
[0054] e(n) =d(n)-[xs(n)+Xn(n) ] V(n) (7)
[0055] 最小均方誤差可W表示為：
[0056] E[e'(n)]=E[(d(n)-(xs(n)+Xn(n)V(n))'] (8)
[0057] 由于語音分量和噪聲分量不相關(guān)，因此公式(8)式可W表示為：
[0058] 點'(技3(巧引巡巧[達(")~《的W樹廠+技鴻(9)
[0059] 公式(9)具有明顯的物理意義，等式右邊第一項表示噪聲估計的誤差所產(chǎn)生的余 量信號，采用en(n)表示;等式后邊第二項表示語音失真所產(chǎn)生的余量信號，采用es(n)表示。 二者之和表示總的余量信號，也就是總的誤差信號，即.投於(蝴-孩瞬(礎(chǔ)+孩[瑚:礎(chǔ)。
[0060] 由上述推導可知，將語音失真程度表示成.按Nf(化)w卽)f運樣一個分量。然后，可 W定義W下目標函數(shù)：
[0061 ]巧心孩苗(《.} - X;'(玲)''卡 若[.媒{'托)'於^ ( IQ )
[0062] 在新的目標函數(shù)（10)中，將語音失真程度顯性表達出來，并通過影響因子a來控 制。
[0063] 為了得到新的濾波器系數(shù)迭代公式，同樣需要估計(10)式的瞬時梯度：
[0064] 巧(打）心過盜i|裝喬沒.胞 '心…始如故+么.件'、,("托,!'"） 科1)
[0065] 根據(jù)梯度下降法，本申請的濾波器更新公式即時域濾波器系數(shù)更新公式為：
[0066] w(n+l) =w(n)+2]i(en(n)xn(n)-aes(n)xs(n)) (12)
[0067] 在本實施例中，可W利用上述時域濾波器系數(shù)更新公式根據(jù)每一次接收輸入的語 音信號，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行迭代更新。從而，可W根據(jù)語音信號的語音失真 程度對自適應濾波系數(shù)更新的過程進行調(diào)整。由于將語音失真程度作為濾波器迭代更新的 約束條件，使得自適應濾波器在正常工作的同時，兼顧語音失真程度，限制語音信號失真的 大小。從而既能夠保證濾波器正常工作，消除干擾信號，又能夠限制語音信號的失真程度， 保證語音信號增強的同時語音失真程度最低，防止語音信號過度失真而影響識別性能。
[0068] 在本實施例中，將語音失真作為一個變量，在自適應濾波器的濾波器系數(shù)更新公 式的推導過程中，每一步均包含與語音失真程度相關(guān)的顯性表達式。在自適應濾波器的濾 波器系數(shù)的更新過程中，同時考慮噪聲和語音失真程度引起的誤差，并根據(jù)語音失真程度 自動調(diào)整濾波器系數(shù)的更新過程。一方面，考慮了語音失真程度，能夠在自適應濾波正常工 作的同時保證語音失真最低，最大程度減少算法對語音信號的損傷，即最大程度減少語音 信號與識別模型的失配程度。另一方面，在濾波器系數(shù)更新過程中，可W工作在整個語音信 號的任何時刻無需判斷哪里是語音段，哪里是噪聲段，使得本申請中的濾波器系數(shù)更新方 法能夠工作在非平穩(wěn)的噪聲環(huán)境中。
[0069] 本申請中的自適應濾波方法可W應用于遠場語音識別場景。由于加入了語音失真 程度的限制，避免自適應濾波過程中損傷有效語音信號，使得自適應濾波的輸出結(jié)果中的 語音失真盡可能小，與語音識別模型盡可能匹配，提升相對語音識別率。。
[0070] 在本實施例中，在對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程中，為了加快收斂速 度，減少運算量，可W將濾波器系數(shù)在時域的迭代更新過程轉(zhuǎn)化為在頻域的迭代更新過程。 可W將時域濾波器系數(shù)更新公式轉(zhuǎn)換為頻域濾波器系數(shù)更新公式，利用頻域濾波器系數(shù)更 新公式對濾波器系數(shù)進行更新。
[0071] 在本實施例中，可W采用W下頻域濾波器系數(shù)更新公式對自適應濾波器的濾波器 系數(shù)進行更新：
[0072]
[0073] 在本實施例中，可W采用overlap-save算法將上述時域濾波器系數(shù)更新公式（12) 在時域的表達式轉(zhuǎn)化為在頻域的表達式即頻域濾波器系數(shù)更新公式(13)。
[0074] 在頻域濾波器系數(shù)更新公式（13)中，W(k)可W表示在頻域中接收輸入的第k個語 音信號時自適應濾波器的濾波器系數(shù)矩陣，W(k+1)可W表示在頻域中接收輸入的第k個語 音信號，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)更新后的濾波器系數(shù)矩陣；
[0075]
Il表示單位矩陣，F(xiàn)可W表示化X化維度的傅里葉矩陣，L為濾波器長 度。
[0076] 可W表示在頻域中接收輸入的第k個語音信號時第一濾波器系數(shù)更 新影響項，第一濾波器系數(shù)更新影響項可W用于指示噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的 更新過程的影響。
[0077] aX公(fc)Es(A:)可W表示在頻域中接收輸入的第k個語音信號時第二濾波器系數(shù) 更新影響項，第二濾波器系數(shù)更新影響項可稱之為語音失真加權(quán)項。語音失真加權(quán)項可W 用于指示語音信號失真對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響;y化)表示在頻域 中的迭代步長。
[0078] W，X，E可W用于表示對時域濾波器系數(shù)更新公式（12)中的w，x，e的傅立葉變換，表 達式巧Fi為時域自適應濾波轉(zhuǎn)換為頻域自適應濾波時的頻域約束矩陣，頻域約束矩陣可W 確保頻域的圓周卷積運算轉(zhuǎn)化為線性卷積運算。
[0079] 下面通過上述時域濾波器系數(shù)更新公式（12)、頻域濾波器系數(shù)更新公式（13)，進 一步說明本申請中的自適應濾波器的濾波器系數(shù)更新的特點：
[0080] 與現(xiàn)有技術(shù)中的自適應濾波器系數(shù)更新公式(5)式相比，本申請中的濾波器系數(shù) 更新公式(12)、（13)中分別增加了一個語音失真項aes(n)Xs(n)、o:X;f (躬E#)，從而語音失 真程度將直接決定濾波器的更新過程。
[0081] 當a = 〇時，則濾波器系數(shù)更新公式（12)、（13)為現(xiàn)有技術(shù)中的自適應濾波器的濾 波器系數(shù)更新公式。當〇>0時，濾波器系數(shù)更新公式（12)、（13)是本申請中的濾波器系數(shù)更 新公式。aes(n)Xs(n)、aX'f提)扮揀)可W稱之為語音失真加權(quán)項。語音失真越大，濾波器的 更新速度越慢;語音失真越小，濾波器的更新速度越快。
[0082] 因此，本申請中的自適應濾波方法無需像現(xiàn)有技術(shù)中的自適應濾波方法一樣只能 在噪聲段更新，而是在任何時刻均可按照公式(12)、（13)式進行濾波器系數(shù)的迭代更新。
[0083] 由于在實際計算中，語音分量和噪聲分量是不相關(guān)的，公式（13)中的未知量Xs和Es 可W按照下式估計：
[0084] Xs(k)=X(k)-)Uk) (14)
[0085] Es(k)=E(k)-En(k) (15)
[0086] 在本實施例中，可W采用W下方式采用W下公式計算En化）：En化）=FKTe(k);其 中，K= [0 Il]，e化）=(Kk)-y化），(1化)表示在頻域中輸入的第k個語音信號對應的期望的 輸出信號，y化）=KFiy化），Y化）=X化)W化），X化)表示在頻域中輸入的第k個語音信號;采 用W下公式計算Es化）：Es化）=E化)-En化）；采用W下公式計算Xs化）：Xs化）=X化)-Xn化）， Xn化)表示在頻域中輸入的第k個語音信號中的噪聲分量。
[0087] 請參考圖3,作為對上述各圖所示方法的實現(xiàn)，本申請?zhí)峁┝艘环N自適應濾波器的 一個實施例，該自適應濾波器實施例與圖1所示的方法實施例相對應。
[0088] 如圖3所示，本實施例的自適應濾波器300包括:輸入單元301，濾波單元302，構(gòu)建 單元303,更新單元304。其中，輸入單元301配置用于接收輸入的語音信號，所述語音信號包 括:噪聲分量、語音分量;濾波單元302配置用于對語音信號進行濾波；構(gòu)建單元303配置用 于根據(jù)噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系數(shù)更新 影響項，第一濾波器系數(shù)更新影響項指示噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的 影響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示語音信號失真對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新 過程的影響;更新單元304配置用于基于第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新 影響項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新。
[0089] 在本實施例的一些可選的實現(xiàn)方式中，更新單元304包括:時域更新子單元(未示 出），配置用于計算時域中的當前濾波器系數(shù)與時域更新參數(shù)之和，得到更新后的時域中的 濾波器系數(shù);其中，時域更新參數(shù)為時域中的第一濾波器系數(shù)更新影響項與第二濾波器系 數(shù)更新影響項之差和迭代步長之積的兩倍，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項包括:時域中 的因噪聲估計的誤差而生成的余量信號與當前輸入的語音信號中的噪聲分量之積，第二濾 波器系數(shù)更新影響項包括:時域中的因語音失真而生成的余量信號與當前輸入的語音信號 中的語音分量和影響程度參數(shù)之積，影響程度參數(shù)指示第二濾波器系數(shù)更新影響項的取值 對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響程度。
[0090] 在本實施例的一些可選的實現(xiàn)方式中，更新單元304包括:頻域更新子單元(未示 出），配置用于計算頻域中的當前濾波器系數(shù)與頻域更新參數(shù)之和，得到更新后的頻域中的 濾波器系數(shù);其中，頻域更新參數(shù)為頻域中的第一濾波器系數(shù)更新影響項與頻域中的第二 濾波器系數(shù)更新影響項之差與迭代步長和時域自適應濾波轉(zhuǎn)換為頻域自適應濾波時的頻 域約束矩陣之積的兩倍，第一濾波器系數(shù)更新影響項包括:頻域中的當前輸入的語音信號 中的噪聲分量的共輛與因噪聲估計的誤差而生成的余量信號之積，第二濾波器系數(shù)更新影 響項包括:頻域中的當前輸入的語音信號中的語音分量的共輛與因語音失真而生成的余量 信號和影響程度參數(shù)之積，影響程度參數(shù)指示第二濾波器系數(shù)更新影響項的取值對自適應 濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響程度。
[0091] 在本實施例的一些可選的實現(xiàn)方式中，自適應濾波器300還包括:計算單元(未示 出），配置用于計算第一矩陣與第二矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣和頻域中的誤差信號之積，得到頻域中 的因噪聲估計的誤差而生成的余量信號；其中，第一矩陣為行數(shù)和列數(shù)均為濾波器長度的 兩倍的傅里葉矩陣，第二矩陣包括零矩陣與單位矩陣，誤差信號為頻域中的當前輸入的語 音信號對應的期望的輸出信號與頻域輸出信號之差，頻域輸出信號為所述第一矩陣的逆矩 陣與第二矩陣和頻域中的當前輸入的語音信號對應的輸出信號之積;計算頻域中的當前輸 入的語音信號對應的最小均方誤差與頻域中的因噪聲估計的誤差而生成的余量信號之差， 得到頻域中的因語音失真而生成的余量信號;計算頻域中的當前輸入的語音信號與當前輸 入的語音信號的噪聲分量之差，得到頻域中的當前輸入的語音信號的語音分量。
[0092] 在本實施例的一些可選的實現(xiàn)方式中，影響程度參數(shù)大于零。
[0093] 圖4示出了適于用來實現(xiàn)本申請實施例的自適應濾波器的計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0094] 如圖4所示，計算機系統(tǒng)400包括中央處理單元(CPUMOl，其可W根據(jù)存儲在只讀 存儲器(R0M)402中的程序或者從存儲部分408加載到隨機訪問存儲器(RAM)403中的程序而 執(zhí)行各種適當?shù)膭幼骱吞幚?。在RAM403中，還存儲有系統(tǒng)400操作所需的各種程序和數(shù)據(jù)。 CPU40UR0M 402W及RAM403通過總線404彼此相連。輸入/輸出（I/O)接口405也連接至總線 404。
[00M] W下部件連接至I/O接口 405:包括鍵盤、鼠標等的輸入部分406;包括諸如陰極射 線管(CRT)、液晶顯示器化CD)等W及揚聲器等的輸出部分407;包括硬盤等的存儲部分408; W及包括諸如LAN卡、調(diào)制解調(diào)器等的網(wǎng)絡接口卡的通信部分409。通信部分409經(jīng)由諸如因 特網(wǎng)的網(wǎng)絡執(zhí)行通信處理。驅(qū)動器410也根據(jù)需要連接至I/O接口 405。可拆卸介質(zhì)411，諸如 磁盤、光盤、磁光盤、半導體存儲器等等，根據(jù)需要安裝在驅(qū)動器410上，W便于從其上讀出 的計算機程序根據(jù)需要被安裝入存儲部分408。
[0096] 特別地，根據(jù)本公開的實施例，上文參考流程圖描述的過程可W被實現(xiàn)為計算機 軟件程序。例如，本公開的實施例包括一種計算機程序產(chǎn)品，其包括有形地包含在機器可讀 介質(zhì)上的計算機程序，所述計算機程序包含用于執(zhí)行流程圖所示的方法的程序代碼。在運 樣的實施例中，該計算機程序可W通過通信部分409從網(wǎng)絡上被下載和安裝，和/或從可拆 卸介質(zhì)411被安裝。
[0097] 附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本申請各種實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程 序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在運點上，流程圖或框圖中的每個方框可W代 表一個模塊、程序段、或代碼的一部分，所述模塊、程序段、或代碼的一部分包含一個或多個 用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現(xiàn)中，方框中所 標注的功能也可WW不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個接連地表示的方框?qū)嶋H 上可W基本并行地執(zhí)行，它們有時也可W按相反的順序執(zhí)行，運依所設及的功能而定。也要 注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、W及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可W用 執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可W用專用硬件與計算機指 令的組合來實現(xiàn)。
[0098] 作為另一方面，本申請還提供了一種非易失性計算機存儲介質(zhì)，該非易失性計算 機存儲介質(zhì)可W是上述實施例中所述設備中所包含的非易失性計算機存儲介質(zhì);也可W是 單獨存在，未裝配入終端中的非易失性計算機存儲介質(zhì)。上述非易失性計算機存儲介質(zhì)存 儲有一個或者多個程序，當所述一個或者多個程序被一個設備執(zhí)行時，使得所述設備：自適 應濾波器接收輸入的語音信號，所述語音信號包括:噪聲分量、語音分量;對所述語音信號 進行濾波;根據(jù)所述噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾 波器系數(shù)更新影響項，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項指示噪聲對自適應濾波器的濾波器 系數(shù)的更新過程的影響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示語音信號失真對自適應濾波器的 濾波器系數(shù)的更新過程的影響;基于所述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更 新影響項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新。
[0099] W上描述僅為本申請的較佳實施例W及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人 員應當理解，本申請中所設及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù) 方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行 任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功 能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1. 一種自適應濾波方法，其特征在于，所述方法包括： 自適應濾波器接收輸入的語音信號，所述語音信號包括:噪聲分量、語音分量； 對所述語音信號進行濾波； 根據(jù)所述噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影響項和第二濾波器系 數(shù)更新影響項，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項指示噪聲對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的 更新過程的影響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示語音信號失真對自適應濾波器的濾波器 系數(shù)的更新過程的影響； 基于所述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適應濾波器 的濾波器系數(shù)進行更新。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第 二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新包括： 計算時域中的當前濾波器系數(shù)與時域更新參數(shù)之和，得到更新后的時域中的濾波器系 數(shù)； 其中，所述時域更新參數(shù)為時域中的第一濾波器系數(shù)更新影響項與第二濾波器系數(shù)更 新影響項之差和迭代步長之積的兩倍，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項包括:時域中的因 噪聲估計的誤差而生成的余量信號與當前輸入的語音信號中的噪聲分量之積，所述第二濾 波器系數(shù)更新影響項包括:時域中的因語音失真而生成的余量信號與當前輸入的語音信號 中的語音分量和影響程度參數(shù)之積，所述影響程度參數(shù)指示第二濾波器系數(shù)更新影響項的 取值對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響程度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第 二濾波器系數(shù)更新影響項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新包括： 計算頻域中的當前濾波器系數(shù)與頻域更新參數(shù)之和，得到更新后的頻域中的濾波器系 數(shù)； 其中，所述頻域更新參數(shù)為頻域中的第一濾波器系數(shù)更新影響項與第二濾波器系數(shù)更 新影響項之差與迭代步長和時域自適應濾波轉(zhuǎn)換為頻域自適應濾波時的頻域約束矩陣之 積的兩倍，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項包括:頻域中的當前輸入的語音信號中的噪聲 分量的共輒與因噪聲估計的誤差而生成的余量信號之積，所述第二濾波器系數(shù)更新影響項 包括:頻域中的當前輸入的語音信號中的語音分量的共輒與因語音失真而生成的余量信號 和影響程度參數(shù)之積，所述影響程度參數(shù)指示第二濾波器系數(shù)更新影響項的取值對自適應 濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響程度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 計算第一矩陣與第二矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣和頻域中的誤差信號之積，得到頻域中的因噪聲 估計的誤差而生成的余量信號； 其中，所述第一矩陣為行數(shù)和列數(shù)均為濾波器長度的兩倍的傅里葉矩陣，所述第二矩 陣包括零矩陣與單位矩陣，所述誤差信號為頻域中的當前輸入的語音信號對應的期望的輸 出信號與頻域輸出信號之差，所述頻域輸出信號為所述第一矩陣的逆矩陣與第二矩陣和頻 域中的當前輸入的語音信號對應的輸出信號之積； 計算頻域中的當前輸入的語音信號對應的最小均方誤差與所述頻域中的因噪聲估計 的誤差而生成的余量信號之差，得到頻域中的因語音失真而生成的余量信號； 計算頻域中的當前輸入的語音信號與當前輸入的語音信號的噪聲分量之差，得到頻域 中的當前輸入的語音信號的語音分量。5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，影響程度參數(shù)大于零。6. -種自適應濾波器，其特征在于，所述自適應濾波器包括： 輸入單元，配置用于接收輸入的語音信號，所述語音信號包括:噪聲分量、語音分量； 濾波單元，配置用于對所述語音信號進行濾波； 構(gòu)建單元，配置用于根據(jù)所述噪聲分量和語音分量，分別構(gòu)建第一濾波器系數(shù)更新影 響項和第二濾波器系數(shù)更新影響項，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項指示噪聲對自適應濾 波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響，第二濾波器系數(shù)更新影響項指示語音信號失真對自 適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響； 更新單元，配置用于基于所述第一濾波器系數(shù)更新影響項、第二濾波器系數(shù)更新影響 項，對自適應濾波器的濾波器系數(shù)進行更新。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應濾波器，其特征在于，所述更新單元包括： 時域更新子單元，配置用于計算時域中的當前濾波器系數(shù)與時域更新參數(shù)之和，得到 更新后的時域中的濾波器系數(shù);其中，所述時域更新參數(shù)為時域中的第一濾波器系數(shù)更新 影響項與第二濾波器系數(shù)更新影響項之差和迭代步長之積的兩倍，所述第一濾波器系數(shù)更 新影響項包括:時域中的因噪聲估計的誤差而生成的余量信號與當前輸入的語音信號中的 噪聲分量之積，所述第二濾波器系數(shù)更新影響項包括:時域中的因語音失真而生成的余量 信號與當前輸入的語音信號中的語音分量和影響程度參數(shù)之積，所述影響程度參數(shù)指示第 二濾波器系數(shù)更新影響項的取值對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響程度。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自適應濾波器，其特征在于，所述更新單元包括： 頻域更新子單元，配置用于計算頻域中的當前濾波器系數(shù)與頻域更新參數(shù)之和，得到 更新后的頻域中的濾波器系數(shù);其中，所述頻域更新參數(shù)為頻域中的第一濾波器系數(shù)更新 影響項與第二濾波器系數(shù)更新影響項之差和頻域中的迭代步長和時域自適應濾波轉(zhuǎn)換為 頻域自適應濾波時的頻域約束矩陣之積的兩倍，所述第一濾波器系數(shù)更新影響項包括:頻 域中的當前輸入的語音信號中的噪聲分量的共輒與因噪聲估計的誤差而生成的余量信號 之積，所述第二濾波器系數(shù)更新影響項包括:頻域中的當前輸入的語音信號中的語音分量 的共輒與因語音失真而生成的余量信號和影響程度參數(shù)之積，所述影響程度參數(shù)指示第二 濾波器系數(shù)更新影響項的取值對自適應濾波器的濾波器系數(shù)的更新過程的影響程度。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應濾波器，其特征在于，所述自適應濾波器還包括： 計算單元，配置用于計算第一矩陣與第二矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣和頻域中的誤差信號之積， 得到頻域中的因噪聲估計的誤差而生成的余量信號；其中，所述第一矩陣為行數(shù)和列數(shù)均 為濾波器長度的兩倍的傅里葉矩陣，所述第二矩陣包括零矩陣與單位矩陣，所述誤差信號 為頻域中的當前輸入的語音信號對應的期望的輸出信號與頻域輸出信號之差，所述頻域輸 出信號為所述第一矩陣的逆矩陣與第二矩陣和頻域中的當前輸入的語音信號對應的輸出 信號之積;計算頻域中的當前輸入的語音信號對應的最小均方誤差與所述頻域中的因噪聲 估計的誤差而生成的余量信號之差，得到頻域中的因語音失真而生成的余量信號;計算頻 域中的當前輸入的語音信號與當前輸入的語音信號的噪聲分量之差，得到頻域中的當前輸 入的語音信號的語音分量。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9之一所述的自適應濾波器，其特征在于，影響程度參數(shù)大于零。
【文檔編號】G10L19/26GK105957534SQ201610493493
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】宋輝, 魏建強
【申請人】百度在線網(wǎng)絡技術(shù)（北京）有限公司