信号处理的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信号处理的方法，通过获取至少两个通道声音信号，并获取所述各个通道声音信号对应的频域音频信号；获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号；获取所述波束群的输出方向；获取所述方向上波束形成后输出的时域声音信号。本发明专利技术还公开了一种信号处理的装置，采用基于频域的宽带波束形成算法有效地提高了接收语音的增益，采用自适应选择最佳波束的方式，规避了提供期望信号到达方向等先验信息，减小了算法复杂度，增加了算法的适用范围，所用的频域波束形成算法有利于对信号频谱的精细调整，方便与其它的前后处理算法进行融合，同时，本发明专利技术易于实现，计算量小，适用于各种嵌入式平台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号处理领域，尤其涉及一种信号处理的方法及装置。
技术介绍
基于麦克风阵列的语音增强方法中应用最普遍的是利用阵列的波束形成特性。根据实现方式不同，现有的波束形成技术可以分为固定波束形成技术(DelayandSumBeamforming，DSBF)和自适应波束形成技术。Flanagan在1985年提出DSBF方法是一种最简单的固定波束形成方法。它首先将阵列中各个麦克风上接收到的语音信号进行时间补偿，以使各通道的语音同步，然后对各通道信号相加平均。在这种情况下，一旦信号偏离阵列指向，阵列对于不同频率的信号会表现出不同的增益，从而造成宽带信号的处理失真。与固定波束形成技术相对应的另一类波束形成技术就是自适应的波束形成，其自适应特性表现在滤波系数是随着输入信号统计特性的变化而变化的。Griffth和Jim于1982提出的广义旁瓣抵消器(GeneralizedSidelobeCanceller,GSC)是自适应波束形成器的一种通用模型。然而GSC算法中，阻塞矩阵(BlockMatrix,BM)的输出往往含有有效的语音成分，这样在滤波结果中会对原始语音造成损伤。
技术实现思路
本专利技术提供一种处理信号的方法及装置，主要目的在于解决现有技术中存在的基于麦克风阵列的语音增强时宽带信号的失真问题。为实现上述目的，本专利技术提供的一种信号处理的方法，所述方法包括：获取至少两个通道声音信号，并对各个通道声音信号进行短时傅里叶变换STFT，获取所述各个通道声音信号对应的频域音频信号；根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号；根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向；获取所述方向上波束形成后输出的时域声音信号。优选地，所述根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号，包括：根据预先设置的多方向的权向量，选取全部或部分通道声音信号对应的频域音频信号，获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号优选地，所述根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向，包括：对同一方向的不同频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向。优选地，所述对同一方向的不同频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向，包括：对同一方向的预先设置的第一频率至第二频率之间的所有频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向。优选地，所述多方向的权向量是基于延时累加波束形成算法、线性约束最小方差波束形成算法、广义旁瓣抵消波束形成算法或者最小方差无畸变响应法MVDR得到的。优选地，所述根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向之后，还包括：对所述输出方向上波束形成后输出的各频点的音频信号乘以增益，所述增益为与频域值正比例相关的值。优选地，所述增益在预先设置的不同频域值范围内，与频域值有不同的正比例关系。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种信号处理的装置，所述装置包括：短时傅里叶变换STFT单元，用于获取至少两个通道声音信号，并对各个通道声音信号进行短时傅里叶变换STFT，获取所述各个通道声音信号对应的频域音频信号；第一获取单元，用于根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号；第二获取单元，用于根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向；逆变换单元，用于获取所述方向上波束形成后输出的时域声音信号。优选地，所述第一获取单元，用于：根据预先设置的多方向的权向量，选取全部或部分通道声音信号对应的频域音频信号，获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号优选地，所述第二获取单元，用于：对同一方向的不同频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向。优选地，所述第二获取单元还用于：对同一方向的预先设置的第一频率至第二频率之间的所有频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向。优选地，所述多方向的权向量是基于延时累加波束形成算法、线性约束最小方差波束形成算法、广义旁瓣抵消波束形成算法或者最小方差无畸变响应法MVDR得到的。优选地，其特征在于，所述装置还包括增益单元，用于对所述输出方向上波束形成后输出的各频点的音频信号乘以增益，所述增益为与频域值正比例相关的值。优选地，所述增益在预先设置的不同频域值范围内，与频域值有不同的正比例关系。本专利技术通过获取至少两个通道声音信号，并对各个通道声音信号进行短时傅里叶变换STFT，获取所述各个通道声音信号对应的频域音频信号；根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号；根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向；获取所述方向上波束形成后输出的时域声音信号，本专利技术采用基于频域的宽带波束形成算法有效地提高了接收语音的增益，采用自适应选择最佳波束的方式，规避了提供期望信号到达方向等先验信息，减小了算法复杂度，增加了算法的适用范围。所用的频域波束形成算法有利于对信号频谱的精细调整，方便与其它的前后处理算法进行融合，同时，本专利技术易于实现，计算量小，适用于各种嵌入式平台。附图说明图1为本专利技术信号处理的方法第一实施例的流程示意图；图2为本专利技术波束形成的方法示意图；图3为步骤103的细化流程示意图；图4为本专利技术提供的一种L型的三维空间麦克风阵列的示意图；图5为本专利技术信号处理的方法第二实施例的流程示意图；图6为本专利技术信号处理的装置第一实施例的功能模块示意图；图7为本专利技术信号处理的装置第二实施例的功能模块示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种信号处理的方法。实施例一：参照图1，图1为本专利技术信号处理的方法第一实施例的流程示意图。在第一实施例中，该信号处理的方法包括：步骤101，获取至少两个通道声音信号，并对各个通道声音信号进行短时傅里叶变换STFT，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号处理的方法，其特征在于，所述方法包括： 获取至少两个通道声音信号，并对各个通道声音信号进行短时傅里叶变换STFT，获取所述各个通道声音信号对应的频域音频信号； 根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号； 根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向； 获取所述方向上波束形成后输出的时域声音信号。

【技术特征摘要】
1.一种信号处理的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取至少两个通道声音信号，并对各个通道声音信号进行短时傅里叶变换STFT，获取所述各个通道声音信号对应的频域音频信号；
根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号；
根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向；
获取所述方向上波束形成后输出的时域声音信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的多方向的权向量和所述各个通道声音信号对应的频域音频信号获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号，包括：
根据预先设置的多方向的权向量，选取全部或部分通道声音信号对应的频域音频信号，获取每个频点的音频信号对应波束群的波束形成输出信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向，包括：
对同一方向的不同频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对同一方向的不同频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向，包括：
对同一方向的预先设置的第一频率至第二频率之间的所有频点的波束能量进行求和，并选取波束能量最大的方向作为输出方向。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多方向的权向量基于延时累加波束形成算法、线性约束最小方差波束形成算法、广义旁瓣抵消波束形成算法或者最小方差无畸变响应法MVDR而得到的。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据同一方向的不同频点的波束能量获取所述波束群的输出方向之后，还包括：
对所述输出方向上波束形成后输出的各频点的音频信号乘以增益，所述增益为与频域值正比例相关的值。
7.根据权利要求6所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩娜，袁浩，黄冬梅，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44