麦克风阵列的信号处理方法及装置制造方法及图纸
Microphone array signal processing method and device
The invention discloses a signal processing method and device of microphone array includes: the M input signal of the microphone array collected fixed beamforming is obtained after the reference signal, the reference target signal is obtained after VAD voice activity detection results, the M input signal probability analysis target after the probability of target, the M input signal through the matrix obtained after 1 M congestion reference interference signal; according to the results of the voice activity detection and the probability of targets, determine the filter coefficient filter filtering, filter coefficient filter and using the determined filter processing signal for 1 of the M reference, reference interference signal after filtering processing; the reference signal of the target minus filter An output signal of the microphone array is obtained after the processing of the reference interference signal. The damage to the target signal can be reduced to the greatest extent.
【技术实现步骤摘要】
麦克风阵列的信号处理方法及装置
本专利技术实施例涉及信号处理
，尤其涉及一种麦克风阵列的信号处理方法及装置。
技术介绍
通常，在麦克风阵列中，最常用到的波束形成技术是广义旁瓣抵消（英文：GeneralSidelobeCanceller，简称GSC）技术，其中，广义旁瓣抵消技术采用的广义旁瓣抵消算法主要由三部分组成：固定波束形成、拥塞矩阵以及多输入抵消。具体来说，将麦克风阵列采集到的M路输入信号经过固定波束形成后得到的输出信号作为多输入抵消的参考目标信号；将麦克风阵列采集到的M路输入信号经过拥塞矩阵得到M-1路噪声/干扰参考信号；根据参考目标信号和M-1路噪声/干扰参考信号，通过多输入抵消器将噪声/干扰从参考目标信号中抵消，得到最终的GSC输出信号。其中，GSC输出信号又用于指导多输入抵消器中的M-1组自适应滤波器的系数更新。然而，在实际应用中，由于组成麦克风阵列的各个麦克风之间的一致性和间距可能存在一定的差异，另外实际环境中往往存在时变的混响，因此，拥塞矩阵获得的M-1路噪声/干扰参考信号中存在目标信号的泄漏，从而会导致后续多输入抵消器的性能下降，使得经过麦克风阵列处理后目标信号损伤严重，自适应滤波器的稳态误差增大，影响通话质量。
技术实现思路
本专利技术提供一种麦克风阵列的信号处理方法及装置，用以解决由于各麦克风之间一致性差异、间距差异以及真实环境中时变的混响导致的M-1路噪声/干扰参考信号中存在目标信号泄漏的问题，可以最大程度降低对目标信号的损伤。第一方面，本专利技术提供一种麦克风阵列的信号处理方法，包括：将麦克风阵列采集到的M路输入信号X(n)进行...
【技术保护点】
一种麦克风阵列的信号处理方法，其特征在于，包括：将麦克风阵列采集到的M路输入信号X(n)进行固定波束形成后得到参考目标信号d(n)，将所述参考目标信号d(n)进行语音激活检测后得到语音激活检测结果，将所述M路输入信号X(n)进行目标出现概率分析后得到目标出现概率P，将所述M路输入信号通过拥塞矩阵后得到M‑1路参考干扰信号U(n)；根据所述语音激活检测结果和所述目标出现概率，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数，并利用所述确定的滤波器组的滤波系数对所述M‑1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号y(n)；将所述参考目标信号d(n)减去所述滤波处理后的参考干扰信号y(n)，得到所述麦克风阵列的输出信号ABF(n)。
【技术特征摘要】
1.一种麦克风阵列的信号处理方法，其特征在于，包括：将麦克风阵列采集到的M路输入信号X(n)进行固定波束形成后得到参考目标信号d(n)，将所述参考目标信号d(n)进行语音激活检测后得到语音激活检测结果，将所述M路输入信号X(n)进行目标出现概率分析后得到目标出现概率P，将所述M路输入信号通过拥塞矩阵后得到M-1路参考干扰信号U(n)；根据所述语音激活检测结果和所述目标出现概率，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数，并利用所述确定的滤波器组的滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号y(n)；将所述参考目标信号d(n)减去所述滤波处理后的参考干扰信号y(n)，得到所述麦克风阵列的输出信号ABF(n)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述M路输入信号进行目标出现概率分析后得到目标出现概率，包括：根据所述M路输入信号的互相关函数，分别估算每相邻两个麦克风采集到的信号之间的时延差；利用时延差与信号源入射角度的对应关系，根据所述估算的各时延差，分别估算各时延差对应的信号源入射角度；将所述估算的各信号源入射角度取平均值得到信号源入射角度平均值；根据预设的主瓣范围与旁瓣范围以及所述信号源入射角度平均值，估算目标出现概率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述M路输入信号进行目标出现概率分析后得到目标出现概率，还包括：根据所述M-1路参考干扰信号U(n)，分别计算对应的参考干扰信号的能量值在计算得到的各能量值中取最小值作为参考干扰信号的能量最小值；计算当前帧的参考目标信号的能量值Efbf，将所述当前帧的参考目标信号的能量值Efbf除以所述参考干扰信号的能量最小值，得到当前的目标干扰能量比值；根据预设的目标干扰能量比例范围以及所述当前的目标干扰能量比值，估算目标出现概率。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述语音激活检测结果和所述目标出现概率，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数，并利用所述确定的滤波器组的滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号y(n)，包括：若所述语音激活检测结果为背景噪声时，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为背景噪声滤波器组的滤波系数{Hi(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝ynoise(n)；或者若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率大于预设的目标信号阈值thtarget，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为背景噪声滤波器组的滤波系数{Hi(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝ynoise(n)；或者若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率小于预设的干扰标信号阈值thinter，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为干扰抑制滤波器组的滤波系数{H'i(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝yinter(n)；或者若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率小于预设的目标信号阈值thtarget并大于预设的干扰标信号阈值thinter，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为干扰抑制滤波器组的滤波系数{H'i(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝yinter(n)；其中，ynoise(n)为背景噪声抑制输出信号；yinter(n)为干扰抑制输出信号。5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述语音激活检测结果和所述目标出现概率，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数，并利用所述确定的滤波器组的滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号y(n)，还包括：若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率等于预设的目标信号阈值thtarget，则确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为背景噪声滤波器组的滤波系数{Hi(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝ynoise(n)；或者确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为干扰抑制滤波器组的滤波系数{H'i(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝yinter(n)；若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率等于预设的干扰标信号阈值thinter，则确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数为干扰抑制滤波器组的滤波系数{H'i(n)|i＝1,2,...M-1}，利用所述确定滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号为y(n)＝yinter(n)；其中，ynoise(n)为背景噪声抑制输出信号；yinter(n)为干扰抑制输出信号。6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述语音激活检测结果和所述目标出现概率，确定进行滤波处理的滤波器组的滤波系数，并利用所述确定的滤波器组的滤波系数对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到滤波处理后的参考干扰信号y(n)，还包括：利用背景噪声滤波器组的滤波系数{Hi(n)|i＝1,2,...M-1}，对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到背景噪声抑制输出信号ynoise(n)；利用干扰抑制滤波器组的滤波系数{H'i(n)|i＝1,2,...M-1}，对所述M-1路参考干扰信号U(n)进行滤波处理，得到干扰抑制输出信号yinter(n)；根据所述目标出现概率计算混合比例因子β；根据所述混合比例因子β，将所述背景噪声抑制输出信号ynoise(n)和干扰抑制输出信号yinter(n)进行混合得到滤波处理后的参考干扰信号y(n)。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述参考目标信号d(n)减去所述滤波处理后的参考干扰信号y(n)，得到所述麦克风阵列的输出信号ABF(n)之后，包括：若所述语音激活检测结果为背景噪声时，则利用所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述背景噪声滤波器组的滤波系数更新为{Hi(n+1)|i＝1,2,...M-1}；或者若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率大于预设的目标信号阈值thtarget，则不更新所述背景噪声滤波器组的滤波系数和所述干扰抑制滤波器组的滤波系数；或者若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率小于预设的干扰标信号阈值thinter，利用所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述干扰抑制滤波器组的滤波系数更新为{H'i(n+1)|i＝1,2,...M-1}；或者若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率小于预设的目标信号阈值thtarget并大于预设的干扰标信号阈值thinter，则根据所述目标出现概率，计算所述干扰抑制滤波器组的更新步长step(n)，利用所述更新步长step(n)、所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述干扰抑制滤波器组的滤波系数更新为{H'i(n+1)|i＝1,2,...M-1}。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述参考目标信号d(n)减去所述滤波处理后的参考干扰信号y(n)，得到所述麦克风阵列的输出信号ABF(n)之后，包括：若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率等于预设的目标信号阈值thtarget，则不更新所述背景噪声滤波器组的滤波系数和所述干扰抑制滤波器组的滤波系数；或者根据所述目标出现概率，计算所述干扰抑制滤波器组的更新步长step(n)，利用所述更新步长step(n)、所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述干扰抑制滤波器组的滤波系数更新为{H'i(n+1)|i＝1,2,...M-1}；若所述语音激活检测结果为语音帧时，且所述目标出现概率等于预设的干扰标信号阈值thinter，利用所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述干扰抑制滤波器组的滤波系数更新为{H'i(n+1)|i＝1,2,...M-1}；或者根据所述目标出现概率，计算所述干扰抑制滤波器组的更新步长step(n)，利用所述更新步长step(n)、所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述干扰抑制滤波器组的滤波系数更新为{H'i(n+1)|i＝1,2,...M-1}。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述参考目标信号d(n)减去所述滤波处理后的参考干扰信号y(n)，得到所述麦克风阵列的输出信号ABF(n)之后，包括：若所述语音激活检测结果为背景噪声时，利用所述M路输入信号X(n)和所述输出信号ABF(n)，将所述背景噪声滤波器组的滤波系数更新为{Hi(n+1)|i＝1,2,...M-1}；若所述语音激活检测结果为语音帧时，则不更新所述背景噪声滤波器组的滤波系数；根据所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李海婷，刘媛媛，艾雅·苏谟特，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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