使用双麦克风阵列抑制空间干扰的设备、方法和计算机介质技术

用于使用双麦克风阵列抑制空间干扰的系统、处理、设备、装置、算法、和计算机可读介质，从被隔开预定距离且被配置为接收源信号的第一麦克风和第二麦克风接收基于所接收的源信号的相应的第一麦克风信号和第二麦克风信号。基于预定距离计算第一麦克风信号和第二麦克风信号之间的相位差。基于相位差计算源信号的到达方向与期望的捕获方向之间的角距。基于角距计算方向滤波器系数。基于方向滤波器系数从输出中滤除不期望的源信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用双麦克风阵列的空间干扰抑制
技术介绍
在个人远程监控系统或话音通信系统中，话音/音频信号可以由一个全向麦克风 捕获。当环境嘈杂时，全向麦克风不仅拾取期望的语音，还拾取环境中的干扰，这会导致语 音质量受损和低质量的用户体验。
技术实现思路
用于抑制空间干扰的系统、处理、设备、装置、算法、和计算机可读介质可以使用双 麦克风阵列，从被隔开预定距离且被配置为接收源信号的第一麦克风和第二麦克风接收基 于所接收的源信号的相应的第一麦克风信号和第二麦克风信号。第一麦克风信号和第二麦 克风信号之间的相位差可以基于预定距离被计算出来。源信号的到达方向（DOA)与期望的 捕获方向之间的角距可以基于相位差被计算出来。方向滤波器系数可以基于角距被计算出 来。不期望的源信号可以基于方向滤波器系数被从输出中滤除。 一种设备可以包括第一麦克风和第二麦克风，该第一麦克风和第二麦克风可以被 隔开预定距离，并且可以被配置为接收源信号并基于所接收的源信号输出相应的第一麦克 风信号和第二麦克风信号。设备的信号处理器可以被配置为：基于预定距离计算第一麦克 风信号和第二麦克风信号之间的相位差，基于相位差计算源信号的到达方向与期望的捕获 方向之间的角距；以及基于角距计算方向滤波器系数。信号处理器可以基于方向滤波器系 数从信号处理器的输出中滤除不期望的源信号。 信号处理器可以被配置为通过以下处理计算相位差：横跨第一麦克风信号和第二 麦克风信号的多个离散子带，针对特定的短时间帧计算第一麦克风信号和第二麦克风信号 之间的相位差。信号处理器可以被配置为通过以下处理计算角距：通过对由信号处理器计 算出的相位差应用三角函数，横跨第一麦克风信号和第二麦克风信号的多个离散子带针对 特定的短时间帧计算角距。信号处理器可以被配置为通过对由信号处理器计算出的角距应 用三角函数，横跨第一麦克风信号和第二麦克风信号的多个离散子带针对特定的短时间帧 计算方向滤波器系数。 信号处理器可以被配置为利用第二子带范围的方向滤波器系数的平均值替换第 一子带范围的每个方向滤波器系数。第一频率子带范围可以对应于80~400Hz，而第二频 率子带范围可以对应于2~3kHz。 信号处理器可以被配置为使用相对稳健的子带的方向滤波器系数的平均来计算 全局增益，并将此平均作为全局应用至所有计算出的子带的方向滤波器系数。该相对稳健 的子带的方向滤波器系数对应于1~7kHz。 第一麦克风和第二麦克风可以是全向麦克风，并且预定距离可以在0. 5cm到50cm 之间。预定距离可以是2cm左右，并且可以是1.7cm。 信号处理器可以被配置为根据以下等式对第一麦克风信号和第二麦 克风信号进行处理：SiCiD-expC;轵Ο + ΙΚη,ΑΙ ,以及 (..n, = Ss('", Α) * + Γ2(η, λ) 〇 这 并且X1>2、S1>2、V1>2、和奶,2分别表不麦克风信号、第一麦克风信号和第二麦克风信号的 信号幅度、噪声、和相位。信号处理器还可以被配置为根据下面的等式来计算相位差：【主权项】1. 一种设备，包括： 第一麦克风和第二麦克风，该第一麦克风和第二麦克风被隔开预定距离，并且被配置 为接收源信号并基于所接收的源信号输出相应的第一麦克风信号和第二麦克风信号；以及 信号处理器，该信号处理器被配置为：基于所述预定距离计算所述第一麦克风信号和 所述第二麦克风信号之间的相位差，基于所述相位差计算所述源信号的到达方向与期望的 捕获方向之间的角距，并基于所述角距计算方向滤波器系数，其中 所述信号处理器被配置为基于所述方向滤波器系数从所述信号处理器的输出中滤除 不期望的源信号。2. 如权利要求1所述的设备，其中所述信号处理器被配置为横跨所述第一麦克风信号 和所述第二麦克风信号的多个离散子带，针对特定的短时间帧计算所述第一麦克风信号和 所述第二麦克风信号之间的相位差。3. 如权利要求2所述的设备，其中所述信号处理器被配置为通过对由所述信号处理器 计算出的相位差应用三角函数，横跨所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号的多个离 散子带，针对特定的短时间帧计算角距。4. 如权利要求3所述的设备，其中所述信号处理器被配置为通过对由所述信号处理器 计算出的角距应用三角函数，横跨所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号的多个离散 子带，针对特定的短时间帧计算方向滤波器系数。5. 如权利要求1所述的设备，其中所述信号处理器被配置为利用第二子带范围的方向 滤波器系数的平均值替换第一子带范围的每个方向滤波器系数。6. 如权利要求5所述的设备，其中： 所述第一频率子带范围对应于80~400Hz，并且 所述第二频率子带范围对应于2~3kHz。7. 如权利要求1所述的设备，其中所述信号处理器被配置为使用相对稳健的子带的方 向滤波器系数的平均来计算全局增益，并将此平均作为全局应用至所有计算出的子带的方 向滤波器系数。8. 如权利要求7所述的设备，其中所述相对稳健的子带的方向滤波器系数对应于1~ 7kHz 〇9. 如权利要求1所述的设备，其中所述第一麦克风和所述第二麦克风是全向麦克风， 并且所述预定距离在0. 5cm到50cm之间。10. 如权利要求9所述的设备，其中所述预定距离是2cm左右。11. 如权利要求1所述的设备，其中： 所述信号处理器被配置为根据下面的等式对所述第一麦克风信号和所述第二麦克风 信号进行处理：η表不短时间帧，k表不子带，并且X1,2、S1,2、V 1,2、和乳2分别表不麦克风信号、所述第一 麦克风信号和所述第二麦克风信号的信号幅度、噪声、和相位，并且 所述信号处理器被配置为根据下面的等式计算所述相位差：12. 如权利要求11所述的设备，其中所述信号处理器被配置为根据下面的等式计算角 差：c是声速，fk是子带k的中心频率，并且d是所述预定距离。13. 如权利要求12所述的设备，其中所述信号处理器被配置为根据下面的等式计算所 述方向滤波器系数： G (n，k) = {0· 5+0. 5 · cos } α，其中 G(n，k)表示针对帧η和子带k的方向系数，β是用于波束宽度控制的参数，并且α是 抑制因子。14. 如权利要求13所述的设备，其中所述信号处理器被配置为通过以下处理来提高计 算出的方向系数的低频稳健性： 用第二子带范围的方向滤波器系数的平均值替换第一子带范围的方向滤波器系数，其 中所述第二子带范围包括比所述第一子带范围的频率更高的频率范围。15. 如权利要求14所述的设备，其中所述替换是根据下面的等式进行的：16. 如权利要求15所述的设备，其中所述信号处理器被配置为通过使用相对稳健的子 带的方向滤波器系数的平均来计算全局增益、并将此平均作为全局应用至所有计算出的子 带的方向滤波器系数，来减少空间假频。17. 如权利要求16所述的设备，其中所述相对稳健的子带的方向滤波器系数对应于 1 ~7kHz 〇18. -种设备，包括： 第一麦克风和第二麦克风，该第一麦克风和第二麦克风被隔开预定距离，并且被配置 为接收源信号并基于所接收的源信号输出相应的第一麦克风信号和第二麦克风信号；以及 信号处理装置，该信号处理装置用于：基于所述预定距离计算所述第一麦克风信号和 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：第一麦克风和第二麦克风，该第一麦克风和第二麦克风被隔开预定距离，并且被配置为接收源信号并基于所接收的源信号输出相应的第一麦克风信号和第二麦克风信号；以及信号处理器，该信号处理器被配置为：基于所述预定距离计算所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号之间的相位差，基于所述相位差计算所述源信号的到达方向与期望的捕获方向之间的角距，并基于所述角距计算方向滤波器系数，其中所述信号处理器被配置为基于所述方向滤波器系数从所述信号处理器的输出中滤除不期望的源信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩海，艾斯彭·莫伯格，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US