[發(fā)明專利]應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910909484.4
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN110534127A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘偉鋒;李斌;黃亮;吳朝暉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);安凱(廣州)微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G10L21/0216
• 分類號(hào): G10L21/0216;G10L21/0224;G10L25/30
• 代理公司: 44202 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋<國際申請>=<國際公布>

1.一種應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)方法，其特征在于，包括：

對(duì)麥克風(fēng)陣列采集到的M路語音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；其中，所述預(yù)處理包括低通濾波和加窗分幀處理；

對(duì)經(jīng)過預(yù)處理后的M路語音信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償；

將經(jīng)過時(shí)延補(bǔ)償后的M路語音信號(hào)輸入第一降噪通道進(jìn)行固定波束形成處理，得到第n時(shí)刻的固定波束形成信號(hào)y_c(n)，同時(shí)，將所述經(jīng)過時(shí)延補(bǔ)償后的M路語音信號(hào)輸入噪聲提取通道，提取出第n時(shí)刻各路語音信號(hào)的噪聲N(n)；

將所述固定波束形成信號(hào)y_c(n)與所述各通道語音信號(hào)中的噪聲N(n)進(jìn)行LMS自適應(yīng)濾波，得到初步增強(qiáng)后的語音信號(hào)y_a(n)；

利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去噪模塊對(duì)所述初步增強(qiáng)后的語音信號(hào)y_a(n)進(jìn)行去噪處理，得到最終輸出信號(hào)y_o(n)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)方法，其特征在于，所述對(duì)經(jīng)過預(yù)處理后的M路語音信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，具體為：

采用廣義互相關(guān)法計(jì)算各通道信號(hào)相對(duì)于預(yù)設(shè)的參考通道信號(hào)的時(shí)延，根據(jù)得到的時(shí)延計(jì)算結(jié)果對(duì)各通道信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)移，以使各通道信號(hào)的時(shí)間對(duì)齊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)方法，其特征在于，所述將經(jīng)過時(shí)延補(bǔ)償后的M路語音信號(hào)輸入第一降噪通道進(jìn)行固定波束形成處理，得到第n時(shí)刻的固定波束形成信號(hào)y_c(n)，具體為：

將經(jīng)過時(shí)延補(bǔ)償后的M路語音信號(hào)輸入第一降噪通道進(jìn)行固定波束形成處理，得到第n時(shí)刻的固定波束形成信號(hào)y_c(n)，所述固定波束形成信號(hào)y_c(n)計(jì)算公式為：

其中，M代表M路語音信號(hào)，n表示語音信號(hào)的第n時(shí)刻，τ_i表示第i通道語音信號(hào)相對(duì)于所述預(yù)設(shè)的參考通道的時(shí)延。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)方法，其特征在于，所述將所述經(jīng)過時(shí)延補(bǔ)償后的M路語音信號(hào)輸入噪聲提取通道，提取出第n時(shí)刻各路語音信號(hào)的噪聲N(n)，具體為：

根據(jù)預(yù)選的小波函數(shù)以及預(yù)設(shè)的分解級(jí)數(shù)對(duì)各通道語音信號(hào)進(jìn)行小波分解，得到目標(biāo)信號(hào)和噪聲信號(hào)的小波系數(shù)；

根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值對(duì)所述小波系數(shù)進(jìn)行篩選得到目標(biāo)小波系數(shù)后，利用所述目標(biāo)小波系數(shù)進(jìn)行噪聲重構(gòu)得到第n時(shí)刻各路語音信號(hào)的噪聲N(n)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)方法，其特征在于，所述利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去噪模塊對(duì)所述初步增強(qiáng)后的語音信號(hào)y_a(n)進(jìn)行去噪處理，得到最終輸出信號(hào)y_o(n)，具體為：

獲取所述初步增強(qiáng)后的語音信號(hào)y_a(n)的幅值信息Y_a[k,m]和相位信息∠Y_a[k,m]；其中，k代表語音信號(hào)的頻率，m代表語音信號(hào)的幀數(shù)；

利用所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去噪模塊對(duì)所述幅值信息Y_a[k,m]進(jìn)行處理得到第二幅值信息其中，W為預(yù)先訓(xùn)練得到的去噪因子；

利用所述相位信息∠Y_a[k,m]和所述第二幅值信息進(jìn)行重構(gòu)，得到增強(qiáng)后的語音頻譜

對(duì)所述增強(qiáng)后的語音頻譜Y_o[k,m]進(jìn)行逆短時(shí)傅里葉變換，得到最終輸出信號(hào)y_o(n)。