一种麦克风阵列的信号处理方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种麦克风阵列的信号处理方法及装置，涉及信号处理技术领域；所述方法包括：对主路输入信号进行语音激活检测，并基于语音激活检测结果确定固定波束成形器以及阻塞滤波器的滤波系数；利用确定系数的固定波束成形器对多路输入信号进行固定波束成形得到目标参考信号；利用确定系数的阻塞滤波器对多路输入信号进行滤波得到噪声参考信号；利用最小均方滤波器基于目标参考信号和噪声参考信号进行旁瓣相消得到麦克风阵列的输出信号。本申请通过对主麦克风获取的输入信号进行语音激活检测，并根据语音激活检测结果对转移函数的输入进行预处理，从而能够准确获取TF

【技术实现步骤摘要】
一种麦克风阵列的信号处理方法及装置


[0001]本申请涉及信号处理
，具体涉及一种麦克风阵列的信号处理方法、装置、电子设备及计算机程序产品。

技术介绍

[0002]TF
‑
GSC(Transfer Function
‑
Generalized Sidelobe Cancellation)转移函数广义旁瓣相消是一种常用的语音麦克风阵列增强波束成形算法。GSC算法主要包括三个部分：一个固定波束成型器(FBF,fixed beamformer)用来满足期望约束、一个阻塞矩阵(BM,blocking matrix)用来消除期望信号生成只含噪声的参考信号、一个无约束的最小均方滤波器(NLMS,normalized least mean square)用来消除固定波束成形输出中的残余噪声。
[0003]在TF
‑
GSC中，只要求得参数H的估计值即可求出固定波束成形器FBF和阻塞矩阵BM的系数。现有技术对于参数H的估计以每K帧作为一个分析区间进行分析，认为在K帧的范围内，转移函数并未发生变化，转移函数的斜率不变。但是在K帧中，近端语音并非一直存在，如果笼统地进行求均值操作，并不能准确的求出转移函数的比值，影响语音信号获取的质量。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种麦克风阵列的信号处理方法、装置、电子设备及计算机程序产品，用以解决上述技术问题，从而提高麦克风阵列语音信号的获取质量。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种麦克风阵列的信号处理方法，包括：
[0006]对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号的语音激活检测结果，并基于所述语音激活检测结果确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数；
[0007]利用所述固定波束成形器基于所述第一滤波系数对所述麦克风阵列采集到的多路输入信号进行固定波束成形得到目标参考信号；
[0008]利用所述阻塞滤波器基于所述第二滤波系数对所述多路输入信号进行滤波得到噪声参考信号；
[0009]利用最小均方滤波器基于所述目标参考信号和所述噪声参考信号进行旁瓣相消得到所述麦克风阵列的输出信号。
[0010]在一个实施例中，所述对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号的语音激活检测结果，并基于所述语音激活检测结果确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数，包括：
[0011]对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号在当前分析区间内每一帧信号的语音激活检测结果；
[0012]基于所述每一帧信号的语音激活检测结果确定在当前分析区间内参与参数计算的目标帧的帧数，并根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算得到当前分析区间
的转移函数比值；
[0013]基于所述转移函数比值确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数。
[0014]在一个实施例中，所述对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号在当前分析区间内每一帧信号的语音激活检测结果，包括：
[0015]对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，求取所述主路输入信号在当前分析区间内每一帧信号的短时能量之和，以短时能量之和与预设能量阈值的大小比较关系作为所述每一帧信号的语音激活检测结果。
[0016]在一个实施例中，所述基于所述每一帧信号的语音激活检测结果确定在当前分析区间内参与参数计算的目标帧的帧数，并根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算得到当前分析区间的转移函数比值，包括：
[0017]在当前分析区间内，当根据所述语音激活检测结果判断当前帧信号的短时能量之和大于所述预设能量阈值时，将当前帧的帧数记录为所述目标帧的帧数；
[0018]根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算得到当前分析区间的转移函数比值。
[0019]在一个实施例中，所述在当前分析区间内，当根据所述语音激活检测结果判断当前帧信号的短时能量之和大于所述预设能量阈值时，将当前帧的帧数记录为所述目标帧的帧数，包括：
[0020]在当前分析区间内，当根据所述语音激活检测结果判断当前帧信号的短时能量之和大于所述预设能量阈值时，将当前帧的帧数记录为所述目标帧的帧数，并根据所述目标帧的信号的短时能量之和确定所述目标帧对应的参数权重；
[0021]对应地，所述根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算得到当前分析区间的转移函数比值，包括：
[0022]根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号，以及所述目标帧对应的参数权重，计算得到当前分析区间的转移函数比值。
[0023]在一个实施例中，所述的麦克风阵列的信号处理方法还包括：
[0024]当判断当前分析区间内的目标帧的数量小于预设的第一阈值时，将当前分析区间的转移函数比值设置为预先配置的默认值。
[0025]在一个实施例中，所述的麦克风阵列的信号处理方法还包括：
[0026]在确定所述固定波束成形器的第一滤波系数时，根据所述麦克风阵列中各个麦克风之间的间距对所述第一滤波系数进行频点对齐处理。
[0027]第二方面，本申请实施例提供一种麦克风阵列的信号处理装置，包括：
[0028]系数确定模块，用于对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号的语音激活检测结果，并基于所述语音激活检测结果确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数；
[0029]第一信号获取模块，用于利用所述固定波束成形器基于所述第一滤波系数对所述麦克风阵列采集到的多路输入信号进行固定波束成形得到目标参考信号；
[0030]第二信号获取模块，用于利用所述阻塞滤波器基于所述第二滤波系数对所述多路输入信号进行滤波得到噪声参考信号；
[0031]信号输出模块，用于利用最小均方滤波器基于所述目标参考信号和所述噪声参考信号进行旁瓣相消得到所述麦克风阵列的输出信号。
[0032]第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的麦克风阵列的信号处理方法的步骤。
[0033]第四方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的麦克风阵列的信号处理方法的步骤。
[0034]本申请实施例提供的麦克风阵列的信号处理方法、装置、电子设备及计算机程序产品，通过对主麦克风获取的输入信号进行语音激活检测，并根据语音激活检测结果对转移函数的输入进行预处理，从而能够准确获取TF
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GSC算法的滤波系数，进而有效提高麦克风阵列语音信号的获取质量。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号的语音激活检测结果，并基于所述语音激活检测结果确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数；利用所述固定波束成形器基于所述第一滤波系数对所述麦克风阵列采集到的多路输入信号进行固定波束成形得到目标参考信号；利用所述阻塞滤波器基于所述第二滤波系数对所述多路输入信号进行滤波得到噪声参考信号；利用最小均方滤波器基于所述目标参考信号和所述噪声参考信号进行旁瓣相消得到所述麦克风阵列的输出信号。2.根据权利要求1所述的麦克风阵列的信号处理方法，其特征在于，所述对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号的语音激活检测结果，并基于所述语音激活检测结果确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数，包括：对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号在当前分析区间内每一帧信号的语音激活检测结果；基于所述每一帧信号的语音激活检测结果确定在当前分析区间内参与参数计算的目标帧的帧数，并根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算得到当前分析区间的转移函数比值；基于所述转移函数比值确定固定波束成形器的第一滤波系数以及阻塞滤波器的第二滤波系数。3.根据权利要求2所述的麦克风阵列的信号处理方法，其特征在于，所述对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，获取得到所述主路输入信号在当前分析区间内每一帧信号的语音激活检测结果，包括：对麦克风阵列采集到的主路输入信号进行语音激活检测，求取所述主路输入信号在当前分析区间内每一帧信号的短时能量之和，以短时能量之和与预设能量阈值的大小比较关系作为所述每一帧信号的语音激活检测结果。4.根据权利要求3所述的麦克风阵列的信号处理方法，其特征在于，所述基于所述每一帧信号的语音激活检测结果确定在当前分析区间内参与参数计算的目标帧的帧数，并根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算得到当前分析区间的转移函数比值，包括：在当前分析区间内，当根据所述语音激活检测结果判断当前帧信号的短时能量之和大于所述预设能量阈值时，将当前帧的帧数记录为所述目标帧的帧数；根据与所述目标帧的帧数对应的输入信号进行计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蒙，
申请(专利权)人：中移雄安信息通信科技有限公司中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：