一种多通道麦克风阵列声信号增强方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多通道麦克风阵列声信号增强方法及系统，属于信号增强领域，增强方法包括：获取声源信号；基于声源信号，确定观测信号向量；观测信号向量包括：源信号的导向矢量、干扰信号的导向矢量以及噪声向量；基于噪声向量确定协方差矩阵；确定经典波束形成器；将协方差矩阵、源信号的导向矢量以及干扰信号的导向矢量输入至经典波束形成器得到两个待融合的波束形成器；基于两个待融合的波束形成器和观测信号向量确定源信号的初步估计和干扰信号的初步估计；确定关键参数；基于关键参数、源信号的初步估计以及干扰信号的初步估计确定增强后的信号。本发明专利技术中的上述方案能够在降低运算量的同时，灵活地控制干扰的抑制量。灵活地控制干扰的抑制量。灵活地控制干扰的抑制量。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道麦克风阵列声信号增强方法及系统


[0001]本专利技术涉及信号增强领域，特别是涉及一种多通道麦克风阵列声信号增强方法及系统。

技术介绍

[0002]利用麦克风阵列进行语音增强是语音信号处理领域中的一个热点。麦克风阵列由一定数目的麦克风按照一定空间结构组合而成，其采集到的语音信号不仅包含时频信息，还包括了空间信息，因此可以通过麦克风阵列空间指向特性，追踪声源信号的空间位置，抑制其他方向的噪声和干扰，达到增强目标语音、改善语音质量的目的。麦克风阵列已经在人机交互、视频会议、说话人识别等领域中得到广泛的应用。
[0003]当利用麦克风阵列观测声源信号的时候，往往会观测到周边各式各样的噪声和干扰，而干扰的种类繁多，需要利用所提出的方法实现声信号的增强。现有的方法中用到的是典型的波束形成器，而典型的波束形成器在每个时刻、每个频率上都要求解，当麦克风的个数很大时，矩阵求逆十分浪费计算资源，同时降噪后，对干扰的抑制量也不能得到很好的控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种多通道麦克风阵列声信号增强方法及系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道麦克风阵列声信号增强方法，其特征在于，所述增强方法包括：获取声源信号；基于所述声源信号，确定观测信号向量；所述观测信号向量包括：源信号的导向矢量、干扰信号的导向矢量以及噪声向量；基于所述噪声向量确定协方差矩阵；确定经典波束形成器；将所述协方差矩阵、源信号的导向矢量以及干扰信号的导向矢量输入至所述经典波束形成器得到两个待融合的波束形成器；基于所述两个待融合的波束形成器和所述观测信号向量确定源信号的初步估计和干扰信号的初步估计；确定关键参数；基于所述关键参数、源信号的初步估计以及干扰信号的初步估计确定增强后的信号。2.根据权利要求1所述的多通道麦克风阵列声信号增强方法，其特征在于，所述获取声源信号具体是通过麦克风阵列观测声源信号。3.根据权利要求1所述的多通道麦克风阵列声信号增强方法，其特征在于，所述观测信号向量的表达式如下：y(f,t)＝a(f,t)X(f,t)+b(f,t)ξ(f,t)+v(f,t)其中，y(f,t)表示观测信号向量，a(f,t)表示源信号的导向矢量，b(f,t)表示干扰信号的导向矢量，X(f,t)表示声源信号，ξ(f,t)表示干扰信号，v(f,t)表示噪声向量。4.根据权利要求1所述的多通道麦克风阵列声信号增强方法，其特征在于，基于所述噪声向量确定协方差矩阵具体采用以下公式：Φ
v
(f,t)＝E[v(f,t)v
H
(f,t)]其中，Φ
v
(f,t)表示协方差矩阵，v(f,t)表示噪声向量，v
H
(f,t)表示噪声向量的共轭转置，E表示数学期望。5.根据权利要求1所述的多通道麦克风阵列声信号增强方法，其特征在于，所述两个待融合的波束形成器的表达式如下：融合的波束形成器的表达式如下：其中，W
a
(f,t)表示指向声源的波束形成器，W
b
(f,t)表示指向干扰的波束形成器，Φ
v
‑1(f,t)表示噪声协方差矩阵的逆矩阵，a(f,t)表示源信号的导向矢量，a
H
(f,t)表示声源导向矢量的共轭转置，b(f,t)表示干扰信号的导向矢量，b
H
(f,t)表示干扰信号导向矢量的共轭转置。6.根据权利要求1所述的多通道麦克风阵列声信号增强方法，其特征在于，所述源信号的初步估计的表达式如下：z
a...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘超，陈景东，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：