基于两个时域LMS算法的双麦克风系统分析

范鸢春

【摘要】 本文介绍了基于两个时域LMS算法的双麦克风系统结构以及性能分析。本文提出一种采用两个时域LMS的算法，并将此算法和传统的ANC算法进行比较，分析了在不同背景噪声下的性能，改进了双麦克风系统性能。

【关键词】 双麦克风 时域LMS 系统仿真 噪声模型

Analysis of Time-Domain Two LMS Based Dual-Microphone System

Fan Yuanchun （Marvell Technology Hefei Branch， Anhui Hefei 230001， China）

Abstract This paper introduces the system framework and performance of dual microphone system based on the time domain two LMS algorithm. It introduces a new approach which use time domain two LMS algorithm， compares with legacy ANC algorithm，

analyzes the performance in different background noise， and improve the dual-microphone performance.

Keywords dual-microphone， time domain LMS， system simulation， noise model

一、引言

在我们的语音通信中，语音信号会不可避免地受到噪声的干扰，强背景噪声甚至会严重影响语音信号的质量。因此，在语音通信中必须采取先进的信号处理技术抵消背景噪声、提高语音质量。双麦克风系统是消除语音通信中噪声干扰的有效方法，其原理是一个辅助麦克风用于拾取背景噪声，在主麦克风信号中减去噪声干扰，尽可能从带噪语音信号中提取纯净的原始语音。

Widrow、Hoff于1959年提出最小均方算法，即LMS（Least Mean Square）算法。在1965年，首次实现了基于LMS算法的自适应噪声抵消系统；随后自适应噪声抵消在信号处理、地震和生物医学等领域获得广泛应用。

二、系统框图

图1为传统的ANC（Adaptive Noise Cancellation，自适应噪声抵消）框图， 它只有一个滤波器， 以辅麦克风输入为参考信号，以主麦克风信号为期望信号。

语音信号经过G1（z）和G2（z）后分别到达两个麦克风，一般地辅助麦克风信号会比主麦克风有一定程度的衰减：

S2（n）=aS1（n-d）

噪声有各种类型，如平稳白噪声，非平稳噪声等，一般常用的包含babble， white， car等噪声。噪声经过空间传输后，达到麦克风，有：

n1（n）=n（n）*hn1（n）

n2（n）=n（n）*hn2（n）

这里笔者提出一种采用两个时域LMS的方法，称为time domain two-LMS，其基本原理描述如下：

时域two-LMS算法框图如图2所示，主要包含两个自适应滤波器。……