[發明專利]一種小孔徑陣列麥克風語音增強方法

有效

• 申請號: 201310363179.2
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103413555A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王冬霞;秦亞光;梅亞男;劉艷軍
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賀持緩

技術領域

本發明涉及一種空時域語音增強方法，更具體而言，涉及一種小孔徑線陣盲波束形成語音增強方法。

背景技術

在當今生活工作中較流行使用的視頻會議、電話會議與其它多種智能語音通信系統中，由于會受到混響、環境噪聲以及干擾等因素的影響，麥克風陣列拾取的語音信號質量就會變差，而這將直接影響到語音編碼及語音識別系統的性能。因此，需要進行有效的噪聲抑制。

中國專利申請號200910132345.1公開了一種語音增強的方法和裝置。其中,所述方法包括:將帶噪語音信號進行變換,得到頻域帶噪語音信號；采用相關度修正參數設置所述頻域帶噪語音信號的前一幀譜方差和前一幀譜幅度平方的權值,得到頻域純凈語音信號中當前幀的譜方差；可以降低在語音增強過程中,由先驗信噪比的計算而引入的誤差，達到良好效果。

在實際應用中，期望信號的波達方向（DOA）和陣列的拓撲結構往往是未知的，因而采用盲波束形成方法來實現麥克風陣列語音增強。目前，基于盲波束形成麥克風陣列語音增強方法的研究正日益趨于成熟。一種是采用四階互累積量和線性約束最小方差波束形成相結合的麥克風陣列語音增強方法，并取得了較好的噪聲抑制效果。另一種是將固定波束形成、獨立分量分析算法和后置濾波技術相結合，有效地抑制了噪聲。

在現有技術中,四階互累積量和線性約束最小方差波束形成相結合的麥克風陣列語音增強方法需要事先估計出語音信號的方向向量，使得整個過程的計算比較復雜固定波束形成、獨立分量分析算法和后置濾波技術相結合的方法雖然有效地抑制了噪聲,但是該方法過于復雜，計算量很大。本發明提出了一種基于獨立分量分析(ICA)與廣義旁瓣抵消器(GSC)相結合的盲波束形成方法，該方法在語音信號波達方向（DOA）及陣列拓撲結構等先驗知識未知的情況下，根據FastICA的基本原理，對輸出變量構建以分離矩陣為變量的目標函數，并使其最大化，分離出獨立分量，再進行后置處理，該過程省去了對語音源信號方向的估計，節省了計算量。

發明內容

本發明提供一種小孔徑線陣盲波束形成語音增強方法，能夠有效的抑制噪聲。

一種小孔徑線陣盲波束形成語音增強方法，（1）采用FastICA算法構建目標函數，對信號進行白化處理，分離出獨立分量信號；（2）對所述獨立分量信號分別進行檢測，識別出語音信號和干擾噪聲信號；（3）對所述干擾噪聲信號的期望進行濾波處理，所述語音信號的期望減去所述濾波處理后的信號之和得到語音增強信號。

作為一種優選，所述第（2）步驟的識別依據：如果獨立分量信號的峭度大于零，則代表該路信號為語音信號；否則，代表該路信號為干擾噪聲信號。

作為一種優選，所述第（2）步驟的識別依據：如果三階或四階累積量參數大于零，則代表以語音為主的信號分量；否則，為以干擾噪聲為主的信號分量。