一种新的变步长比例仿射投影算法研究

研究比例仿射投影算法,针对自适应算法收敛速度和稳态误差之间的矛盾,提出了一种变步长的改进比例仿射投影算法( VSS- IPAPA).利用后验误差去补偿干扰信号对系统稳态性能的影响,得到了算法新的最优步长准则,根据步长准则以及先验误差与后验误差之间的联系,导出了一种适用于比例仿射投影的步长调节方法.综合了稀疏算法、数据重用方法及变步长的优点.最后通过对改进算法进行仿真,结果表明,在增加少量计算量的情况下,系统的收敛速度和稳态性能有明显的改善,证明了比例仿射投影算法的有效性.     

一种改进的集员滤波仿射投影算法

在优化算法的研究中,集员滤波的仿射投影算法具有比传统仿射投影算法迭代次数少、计算量小等优点,但实际应用中,算法的计算复杂度与滤波器长度成正比,当滤波器长度较大时限制了实时实现.为减少误差,实时运行,提出了一种改进算法.算法中当输出误差小于给定误差门限时,滤波器系数不必进行调节;否则将滤波器系数分成多个系数子集,通过仅更新权系数某一子集的方法,减少了原算法每次迭代中需更新的抽头权系数个数.采用一个声回波消除方法进行仿真.仿真验证了改进算法的性能,表明新算法与基于集员滤波的仿射投影算法相比,具有更快的收敛速度,并降低了计算复杂度.     

改进的变步长比例仿射投影算法

变步长分割式比例仿射投影算法（VSS-SPAPA）具有收敛快、失调小等优点,但运用到有大量抽头系数需要更新的回波抵消器中时,因计算量较大,限制了其应用。为降低其计算复杂度,基于局部迭代思想提出了一种改进算法。该算法将滤波器系数分成多个系数子集,通过仅更新权系数某一子集的方法,减少了每次迭代中需更新的抽头权系数个数,从而减少了VSS-SPAPA的运算量。理论分析和仿真结果表明：新算法每次迭代更新的抽头权系数只需达到全部系数的一半时,收敛速度和稳态误差均与原算法相当,但所提算法较大程度降低了计算复杂度,从而具备更好的实时性。     

一种改进的NLMS算法及其在回声消除中的应用

针对回波抵消器中大量抽头系数需要更新的问题,提出了一种基于权系数局部迭代和集员滤波的NLMS算法。首先基于权系数瞬时梯度估计的Mmax系数局部迭代方法,在每次迭代中把幅度较大输入元素对应的权系数筛选出来进行更新。其次,为了进一步减少算法的运算量,引入了基于系数稀疏更新理论的集员滤波算法,该算法中只有当参数估计误差大于给定的误差门限时滤波器系数才进行迭代更新,从而有效地减少了滤波器系数的迭代次数。     

基于改进仿射投影算法的数字助听器自适应回声消除

提出了一种改进的仿射投影算法。该算法建立了步长因子与误差能量之间一种新的非线性函数关系,根据误差能量的变化自动调整步长因子,以达到加快滤波器收敛速度、降低稳态失调的目的;在对误差能量的估计中提出了遗忘因子选择规则,提高了误差能量估计的准确性。对提出的算法进行的数学分析,为其快速收 敛性提供了理论依据。实验仿真表明,与传统的自适应算法以及固定步长的仿射投影算法相比,提出的改进仿射算法在收敛速度、稳态失调等方面有明显改善。     

变步长比例仿射投影算法及在回声消除中的应用

针对稀疏控制算法快速收敛与低稳态失调之间的矛盾,提出了一种变步长的稀疏控制比例仿射投影算法。该算法将干扰信号对系统稳态性能的负面作用考虑进滤波器系数更新过程中,并利用后验误差对其进行补偿,建立了一个新的目标函数,根据该目标函数,导出了一种适用于比例仿射投影算法整体步长的调节方法。理论分析和计算机仿真结果表明,算法在典型的回声信道条件下,均能获得很快的收敛速度和很低的稳态失调。     

基于L0-IPNLMS的低复杂度数字助听器回声消除算法

针对数字助听器中回声消除算法计算复杂度高的问题,提出了一种基于集员滤波（Set membership filtering, SMF）理论的变步长基于L0范数的改进比例归一化最小均方误差算法（L0-norm constrained improved proportional NLMS, L0-IPNLMS）算法。该算法将集员滤波的时变步长引入到L0-IPNLMS算法中,不仅提高了系统的收敛特性,而且充分利用了集员滤波理论的数据选择更新特性,在误差幅度有界的前提下进行滤波器系数的更新,减少了不必要的迭代次数,降低了数字助听器的功耗。仿真实验表明,与L0-IPNLMS算法相比,结合集员滤波和L0范数的改进比例归一化最小均方误差算法（L0-Norm constrained improved proportional NLMS based on set membership filtering theory, SM-L0-IPNLMS）算法在保留稀疏性的同时,计算复杂度降低了15.3%,在以随机信号和真实语音作为输入信号时收敛速度分别提高了28%、32.8%,失调量分别降低了1 dB、3 dB,均方误差分别降低了0.66 dB和1.68 dB,回声损失值则分别提升了0.7 dB和1.79 dB。此外,算法在低信噪比的输入条件下也具有较强的鲁棒性。     

一种简化的网络回声消除算法

针对网络回波抵消器中大量抽头系数需要更新的问题,提出一种基于集员滤波和Mmax局部迭代策略的符号数据归一化LMS算法。仿真与实验结果表明：由于每次迭代将对误差性能贡献最大的输入信号筛选出来作为输入,从而提高集员滤波算法的稳态性能,并加快符号数据归一化LMS算法的收敛速度,同时还能够减少算法的运算量。     

一种新的变阶仿射投影算法

从改变仿射投影算法的条件出发,迫使仿射投影算法(APA)后验误差等于噪声,提出一种新的变阶仿射投影算法(E-APA)。该算法令迭代过程中阶数正比于误差向量的L2范数的平方与噪声功率之比,通过调节正则化因子来改变二者比值,从而实现了在初始阶段输入阶数较大,在收敛阶段输入阶数较小。实验结果表明该算法收敛速度快,稳态失调小,计算量少,优于目前最好的变阶算法(E-APA)。     

适用于即时翻译系统的改进仿射投影算法 *

针对即时翻译系统应用中存在双端对讲干扰和模型噪声的问题,提出了一种适用于便携式即时翻译系统的改进变步长仿射投影算法。新算法在收敛步长中引入近端信号能量统计量和滤波器收敛程度统计量,根据统计量的改变实时调整步长参数,防止算法发散。仿真结果表明,与传统自适应滤波算法和改进仿射投影算法相比,所提出的算法不但可以有效克服双端对讲干扰,而且在收敛速度、稳态失调等方面也有明显改善。     

一种改进的变步长仿射投影算法

变步长的仿射投影算法因具有较传统仿射投影算法收敛快、失调小等优点而受到广泛重视。但是因计算量较大,限制了其在实际中的应用。为降低计算的复杂性和减少计算量,该文根据权值部分更新和步长间歇更新的思想提出一种改进方案,即根据某些原则仅选择部分权值进行更新以及每L次迭代只更新一次步长。文中通过一个具有有色输入的线性系统的辩识验证了改进方法的性能。仿真结果表明,改进算法在保证计算收敛性和计算精度的情况下,可有效地减少计算量。     

Direct data-driven filter design for uncertain LTI systems with bounded noise

This paper investigates the filter design problem for linear time-invariant dynamic systems when no mathematical model is available, but a set of initial experiments can be performed where also the variable to be estimated is measured. Instead of using the initial experimental data to identify a model on the basis of which a filter is designed, these data are used to directly design a filter. Assuming norm-bounded disturbances and noises, a Set Membership formulation is followed. For classes of filters with exponentially decaying impulse response, approximating sets are determined that guarantee to contain all the solutions to the optimal filtering problem, where the aim is the minimization of the induced norm from disturbances to the estimation error. A method is proposed for designing almost-optimal linear filters with finite impulse response, whose worst-case filtering error is at most twice the lowest achievable one. In the H_∞ SISO case, an efficient technique is presented, that allows the evaluation of bounds on the guaranteed worst-case filtering error of the designed filter. Numerical examples illustrate the effectiveness of the proposed solution.     

A Variable Step-Size Affine Projection Algorithm Designed for Acoustic Echo Cancellation

The adaptive algorithms used for acoustic echo cancellation (AEC) have to provide 1) high convergence rates and good tracking capabilities, since the acoustic environments imply very long and time-variant echo paths, and 2) low misadjustment and robustness against background noise variations and double-talk. In this context, the affine projection algorithm (APA) and different versions of it are very attractive choices for AEC. However, an APA with a constant step-size parameter has to compromise between the performance criteria 1) and 2). Therefore, a variable step-size APA (VSS-APA) represents a more reliable solution. In this paper, we propose a VSS-APA derived in the context of AEC. Most of the APAs aim to cancel $p$ (i.e., projection order) previous a posteriori errors at every step of the algorithm. The proposed VSS-APA aims to recover the near-end signal within the error signal of the adaptive filter. Consequently, it is robust against near-end signal variations (including double-talk). This algorithm does not require any a priori information about the acoustic environment, so that it is easy to control in practice. The simulation results indicate the good performance of the proposed algorithm as compared to other members of the APA family.      

仿射投影自适应算法在数字预失真系统中的应用

基于自适应滤波器的仿射投影算法,结合复数增益查找表结构,建立预失真系统模型.研究了步长参数和多重约束数对仿射投影算法收敛速率的影响;比较了仿射投影算法和归一化最小均方算法的性能.结果表明,在取值范围内的步长参数和多重约束数越大,仿射投影算法收敛速率越快;相同迭代次数、步长参数和正则化系数时,偏离归一化载波中心频率5 MHz处,仿射投影算法的系统邻信道功率比达到-59.3 dB,效果好于归一化最小均方算法的-44.2 dB.     

一种新的图像边缘检测算法

提出了一种新图像边缘检测算法。与其他方法不同，该文从图像边缘的特性入手来解决边缘检测问题，为此定义了一系列边缘点约束条件作为算法基础，并用集合论的方法解决了这些约束问题，进而建立了整个边缘检测算法。     

局部迭代NLMS算法研究

针对回波抵消器中大量抽头系数需要更新的问题,分析比较各种局部迭代NLMS算法的性能和计算复杂度。根据权系数局部迭代的简化原理,将滤波器系数分成多个系数子集,通过每次迭代仅更新权系数部分子集的方法,减少算法的计算量。并对不同的子集生成策略进行复杂度和滤波性能分析,分析结果表明,基于权系数瞬时梯度估计的Mmax系数局部迭代方法,以及基于最小化干扰原理的选择性权系数局部迭代算法,其性能与全系数更新算法相当,而计算量与连续局部迭代算法相比仅附加少量比较运算。