一种麦克风阵列语音增强的优化方法

摘要

本发明公开了一种麦克风阵列语音增强的优化方法，涉及语音增强技术，特别涉及麦克风阵列语音增强，属于语音信号处理技术领域。该方法首先采用广义旁瓣抵消器结构，针对广义旁瓣抵消器因信号到达方向错误而导致语音泄漏的问题，利用GSC的输出与阻塞矩阵输出存在相关性的特点，对阻塞矩阵进行自适应调整，使阻塞矩阵趋近于目标语音方向，以减少阻塞矩阵中目标语音的泄漏，增强系统的鲁棒性。

主权项

1.一种麦克风阵列语音增强的优化方法，其特征在于包含以下步骤：第一步，前期处理，即完成对输入阵列语音信号进行预加重、分帧和加窗处理后，利用时延估计方法得到声源的方向信息，利用方向信息得到信号的导向矢量；第二步，利用麦克风阵列搭建GSC结构模型，首先实现固定波束形成算法，有别于常规的GSC结构处理，它将FBF分成两部分：信号对齐和波束形成，首先利用前期处理得到的方向信息进行信号对齐，信号对齐是利用第一步中得到的导向矢量，将有方向时延的麦克风阵列信号变为从阵列法线方向输入信号，这样在理论上，麦克风阵列将从0°方向入射，将对齐后的信号分为两路，一路继续进行固定波束形成过程，累加求平均；另一路进入阻塞矩阵模块对目标信号进行阻塞；第三步，实现阻塞矩阵模块，由于通过在第二步进行信号对齐，理论上信号方向为0°，在采用直线均匀阵时，阻塞矩阵采用如下形式：其中B₀为阻塞矩阵，θ₀为阻塞方向，d为阵元间距，λ为声波波长，M为输入信号数，此时不论到达方向为何，初始θ₀都为0，通过阻塞矩阵后信号输入MC模块；第四步，实现MC模块，理论上由FBF输出减去BM输出，将得到纯净的目标语音，这时考虑到发生方向估计错误时存在语音泄漏，MC的输出暂时不作为最终输出；第五步，提取MC的输出，利用MC输出与BM输出之间的相关性，当相关函数较大时，存在泄漏语音，对相关函数值设定阈值，当超过阈值时，以θ₀为0作为初始参数，设定调整步长，以相关函数值减少为调整方向，通过倍乘方式调整参数，最终使相关函数值小于阈值，最后才在MC模块输出语音。