一种微麦克风阵列接收信号压缩编码及信号恢复方法

摘要

本发明提出了一种微麦克风阵列接收信号压缩编码及信号恢复方法。其具体方法是对每个时刻微麦克风阵列接收的信号进行压缩变换，并对压缩变换后的信号进行编码。压缩变换矩阵为对角元为1的下三角阵，其非对角元系数由自适应过程更新。自适应过程及其代价函数在更新过程中最小化压缩变换后的信号能量，对各麦克风阵元接收信号解相关，消除各阵元信号之间的冗余信息。每一时刻的压缩编码信号可以通过压缩变换矩阵的逆矩阵恢复出原始接收信号。由于压缩变换矩阵始终保持对角元为1的下三角阵，所以其逆矩阵始终存在，信号恢复过程稳定可靠。

主权项

一种微麦克风阵列接收信号压缩编码及信号恢复方法，其特征在于包括以下技术步骤：(1)首先对接收信号进行压缩编码，其步骤如下：①确定过采样率OSR，OSR的值可以取64、128或者其他2的整数次幂；②初始化压缩矩阵为对角阵其中M为微麦克风阵列阵元个数；③构造当前时刻微麦克风阵列接收信号列矢量X＝[X(1) X(2) … X(M)]^T∈R^M，其中X(1)、X(2)、…、X(M)为各麦克风阵元在该时刻的接收信号；④初始化权值矩阵初始化输出编码矩阵⑤对X进行过采样压缩编码，该步骤完成后得到的矩阵D中的第j行元素[D(j，1) D(j，2) … D(j，OSR)]为当前时刻第j个麦克风阵元的压缩编码；⑥返回③，进行下一时刻的微麦克风阵列接收信号的压缩编码，直至接收信号处理完毕；⑦此时得到的下三角矩阵为压缩编码的压缩矩阵；(2)根据得到的每一时刻的压缩编码矩阵D和压缩矩阵A恢复出该时刻微麦克风阵列信号X′，具体步骤为：①初始化列矢量$Y^{\prime }=\left[\begin{array}{c}{Y}^{\prime }\left(1\right)\\ Y^{\prime }\left(2\right)\\ .\\ .\\ .\\ Y^{\prime }\left(M\right)\end{array}\right]\in R^{M\times 1}=0;$②将表示微麦克风阵列阵元标号的变量i初始化为1，i的有效取值范围为1至M，将表示过采样步数的变量j初始化为1，j的有效取值范围为1至OSR；③对编码矩阵D进行解码，解码结果为Y′＝[Y′(1) Y′(2) … Y′(M)]^T，其中对应第i个麦克风通道的解码公式为$Y^{\prime }\left(i\right)=\frac{1}{\mathrm{OSR}}\underset{j=1}{\overset{\mathrm{OSR}}{\Sigma }}D(i,j);$④i加1，如果此时i等于或者小于M，则返回③，否则继续；⑤再对Y′进行解压缩，得到该时刻恢复的微麦克风阵列信号X′X′＝A^‑1Y′，其中A是上述压缩编码过程中的压缩矩阵，A^‑1为A的逆矩阵。