[發明專利]一種基于時頻掩膜的單聲學矢量傳感器目標語音增強方法

有效

• 申請號: 201310133745.0
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN104103277B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 鄒月嫻;王鵬;石偉
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02;G10L21/0224
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于時頻掩膜的單聲學矢量傳感器目標語音增強方法，屬于語音信號處理技術領域。

背景技術

語音增強是語音處理領域的核心技術之一。在實際復雜環境中，麥克風在拾取語音信號時，不可避免地會受到來自周圍環境噪聲、傳輸媒介噪聲、通信設備內部電噪聲、房間混響以及其它說話人的話音干擾，因此拾取語音的質量受到影響。為了減少噪聲對語音的影響，獲得高質量的語音，對語音增強技術提出了要求。傳統的單通道語音增強方法通常實現簡單，對非相干噪聲效果明顯，但對于嘈雜人聲環境(多個說話人存在)場景，難以增強目標語音；基于麥克風陣列的語音增強技術則利用了信號的空時譜信息，有較強的空間干擾噪聲抑制能力，可獲得比單通道語音增強更好的性能，但語音增強性能隨著麥克風數目的增加而提高，因此麥克風陣列的體積較大，限制了該類技術在小型移動設備上的應用。

本發明采用了一種新型麥克風陣列——聲學矢量傳感器(Acoustic?Vector?Sensor，AVS)作為音頻信號采集器。與常用的聲壓麥克風相比，AVS在結構上具有其特殊性：一顆AVS由2到3個正交放置的壓力梯度傳感器和1個全向壓力傳感器構成，它的空間結構緊湊，僅僅有1cm³左右大小，所以在研究中被認為是同位陣列。各個傳感器接收到的音頻信號在時間上可認為是對齊的。對于理想的AVS，各通道接收信號存在三角函數關系，因此，僅單顆AVS就能夠實現單個或者多個的空間聲源到達方向的估計。隨著移動終端技術和語音技術的發展和應用需求，AVS小體積的特殊優點，有可能成為手機、錄音筆和相機等小尺寸便攜設備音頻傳感和噪聲抑制的有效解決方案。

本發明利用AVS中2個正交同位放置的壓力梯度傳感器采集音頻信號，在二維場景下，其梯度傳感器輸出的信號模型可表示為：

xavs(t)=a(φs)s(t)+Σi=1Ia(φi)ni(t)+navs(t)---(1)]]>